Départements de recherche

Projets de recherche


Thèmes, objectifs et enjeux scientifiques

Les thèmes de recherche abordés seront :
- les composants à l’échelle micro- et nanoscopique, le développement d’outils et d’instrumentations à haute résolution nécessaires pour leur fabrication et leur observation ;
- l’intégration de ces composants dans les cristaux phononiques ;
- les nano-dispositifs moléculaires sur semi-conducteurs ;
- la réalisation et l’étude de microsystèmes multiphysiques complexes et innovants, intégrant des fonctions avancées en optique, mécanique, acoustique, thermique et biochimie ;
- les propriétés multiphysiques spécifiques de matériaux en films minces et de surfaces architecturées ou non, élaborés par une approche bottom-up pour leur intégration dans les microsystèmes.

Les objectifs et enjeux scientifiques et technologiques associés seront :
- la compréhension des interactions et mécanismes physiques à l'origine du comportement des matériaux en relation avec leur nano- et leur microstructure ;
- le développement de nouvelles approches et concepts innovants d’assemblage, de nano-structuration d'encapsulation, de fonctionnalisation des surfaces et les technologies de report compatibles avec des technologies MEMS et MOEMS ;
- la maîtrise des procédés de microfabrication à base de silicium, de polymères ou de matériaux piézoélectriques et céramiques ;
- l’ingénierie des capteurs résonnants, biochimiques et la micro-fluidique ;
- la conception et la réalisation de nouveaux microsystèmes reconfigurables, s’appuyant sur la création d’architectures nouvelles et sur l’utilisation de plus en plus systématique de composants nano-structurés.

Émergence de sujets innovants

Les sujets innovants suivants seront développés à court et moyen terme :
L’auto-assemblage moléculaire sur silicium est considéré comme un défit majeur pour le développement de l’électronique moléculaire. Dans une approche « montante », il s’agira de réaliser des interfaces organiques/inorganiques auto-organisées à grande échelle, fonctionnalisées (mémoires, transistors…), stables en température et à pression atmosphérique. Longtemps considérées comme impossibles à réaliser du fait des trop fortes interactions molécules/substrats, ces interfaces sont en partie maîtrisées par le groupe nanosciences de MN2S.
La structuration des matériaux et des surfaces aux échelles micro- et nanométriques sera également un axe sur lequel le département accentuera ses efforts. En effet, en renforçant son savoir-faire dans la maîtrise des procédés de structuration des couches minces et des surfaces par des approches inhabituelles (e.g. croissances colonnaires orientées, multicouches périodiques nanométriques en zigzag), le département se dotera d’une compétence originale pour architecturer la matière par une approche « bottom-up ».

projet MN2s


Enfin, le développement d’une activité marquée autour des microsystèmes pour le domaine du biomédical et des biocapteurs sera aussi un sujet de premier ordre. L’enjeu sera de développer des nouveaux concepts de microcapteurs, de microsystèmes biomédicaux et de laboratoires sur puce pour l’injection de principes actifs ou encore, pour la détection ultime de biomolécules. La mise en œuvre de ce sujet passera nécessairement par la mise au point de microdispositifs fonctionnels pour le biomédical, en interaction étroite avec des équipes de biologistes.
Le choix de se focaliser sur ces sujets innovants est guidé par une stratégie commune aux trois équipes de recherche. La motivation sera alors de maîtriser et de comprendre les phénomènes physiques et technologiques qui vont du nano-objet … au microsystème dans son intégralité.
Une parfaite maîtrise des procédés de fabrication (aussi bien « bottom-up » que « top–down ») constituera alors une singularité importante du département MN2S. Cette valeur ajoutée ne s’illustrera pas seulement au niveau de l’élaboration des nano-objets et des composants micro- et nano-structurés, elle se manifestera aussi sur le plan de la conception de microsystèmes innovants et sur l’étude de leurs propriétés multiphysiques.

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