Alessandro SiriaPhysique, matière condensée

A novel nanometric additive manufacturing tool (NanoPrint)

En 2016, l'industrie mondiale des semi-conducteurs a déclaré que la loi de Moore, le principe qui a alimenté la révolution des technologies de l'information depuis les années 1960, touchait à sa fin. L'ensemble de la feuille de route de l'industrie a été redessinée selon ce que l'on pourrait appeler la stratégie More than Moore : plutôt que de faire la course à la taille de caractéristique la plus petite possible, l'industrie se concentre désormais sur l'application finale, où l'objectif est de produire des objets plus grands (de l'ordre du μm-cm), mais avec de petites tailles de caractéristiques, au niveau nanométrique. Au-delà de la capacité à fabriquer à ces dimensions, ce changement de paradigme ouvre la voie à de nouveaux besoins en matière de prototypage, pour de nouveaux produits. La liberté de concevoir de nouvelles structures, sur de nouveaux substrats, avec différents matériaux est un élément clé pour fournir ces nouveaux produits. Cependant, les technologies permettant de répondre à ces nouveaux besoins ne sont pas disponibles pour l'industrie.

Ce fossé technologique n'est pas spécifique à l'industrie des semi-conducteurs. L'industrie du diagnostic moléculaire (laboratoire sur puce, point d'utilisation...) recherche des technologies capables d'augmenter la précision et le taux de détection dans des dispositifs compacts et portables. Cette amélioration ne peut être rendue possible que par des dispositifs microfluidiques plus complexes, éventuellement modelés à l'échelle nanométrique. L'industrie des microLED cherche à miniaturiser les LED afin d'améliorer la résolution de l'écran des nouveaux produits. La réalité augmentée et la réalité virtuelle sont actuellement l'un des moteurs de R&D de ce marché, car elles sont toutes deux très dépendantes de la haute résolution. En résumé, il s'agit de miniaturiser la fabrication à un niveau sans précédent de polyvalence et d'agilité, afin de répondre à l'évolution constante de la R&D sur ces marchés.

NanoPrint est une technique de fabrication additive (AM) directe, offrant des résolutions allant jusqu'à quelques dizaines de nanomètres en largeur et quelques nanomètres en hauteur, comblant ainsi le fossé de fabrication. Elle n'est pas spécifique à un matériau, puisque n'importe quelle encre peut être déposée, moyennant quelques ajustements des paramètres d'impression (métaux colloïdaux, polymères, matériaux biologiques sensibles). Comme il s'agit d'une technique d'impression directe, le phénomène de cisaillement peut induire un comportement de dépôt intéressant et exploitable. Un autre avantage majeur de cette solution est la non-altération de l'encre par une source d'énergie externe (UV, laser...). Inspirée de l'AFM, NanoPrint offre une technologie de fabrication nanométrique d'une polyvalence et d'une résolution sans précédent.