Nanotexturation de couches de métaux nobles par chimie douce

Nanotexturation of noble metals layers by soft chemistry

• Auteur / Autrice : Maxime Gayrard
• Direction : Marco Faustini, Laurence Rozès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 14/12/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie de la matière condensée de Paris (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Sinturel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Grosso
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Glenna Drisko, Sophie de Monredon-Senani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitements de surfaces par laser

Lithographie par rayons X

Matériaux nanostructurés

Sol-gel, Procédé

Chimie douce

Mots clés libres

Sol-gel

Métal

Nanotexturation

Nanoimpression

Carboréduction

Métaux nobles

Sol-gel

Metal

Nanotexturation

Nanoimprinting

Carboréduction

Noble metal

Résumé

La fabrication de nanostructures métalliques sous forme de films minces est un processus clé pour le développement de dispositifs dans de nombreux domaines. Les approches "chimie douce" sont déjà bien établies pour fabriquer et structurer des oxydes et des hybrides à l'échelle nanométrique via le procédé "sol-gel" à basse température. L'objectif principal de ce travail est d'étendre les approches de "chimie douce" à la formation de métaux nobles (et aussi de leurs oxydes) à des températures modérées. Cela permettrait le développement d'approches directes de structuration des métaux basées sur l'auto-assemblage ou sur des techniques lithographiques (nano-impression ou lithographie par rayons X). Plus particulièrement, dans cette thèse nous allons nous intéresser à la famille des métaux noble (groupe du platine) à savoir le ruthénium, le rhodium, l’iridium et l'or. Ces éléments présentes des propriétés intéressantes comme la résistance à la corrosion, conductivité électrique, stabilité thermique et chimique, etc. Cette thèse sera divisée en trois parties. La première partie sera axé sur un état de l’art de la texturation métallique et la texturation de couches sol-gel. La seconde partie sera axé sur les résultats sur la texturation métallique par chimie douce que nous avons obtenus au cours de cette thèse. Enfin la dernière partie sera consacrée à l'application des oxydes de métaux nobles pour la lithographie.

Fabrication of metallic nanostructures in thin films form is a key process to develop new devices in many domains. Soft chemistry approaches are well known to fabricate and structure oxides and hybrids at nanoscale via the “sol-gel” process at low temperature. The main goal of this work is to extend the soft chemistry approaches to the formation of noble metals (including their oxides) at intermediate temperatures. This would allow to develop direct approaches for the structuration of metals, based on self-assembly or on lithographic techniques (nanoimprinting or X-ray lithography). This PhD project will especially present the noble metals’ family (platinum group), including ruthenium, rhodium, iridium and gold. These elements possess interesting properties, such as resistance to corrosion, electric conductivity or chemical and thermal stability, among others. This work includes three parts. The first one will be focused on the state of the art related to metallic texturation and texturation by sol-gel layers. The second one will present the results obtained about metallic texturation by soft chemistry. Finally, the last one will be devoted to the application of noble metals’ oxides for lithography.