Des scientifiques de l'institut de recherche MESA+ de l'Université de Twente ont développé une nouvelle méthode de fabrication pour créer des nanostructures tridimensionnelles. Cette méthode révolutionnaire permet la production à grande échelle de cristaux photoniques capables de capter la lumière. La découverte permet également de produire des puces avec des fonctions supplémentaires pour les appareils mobiles, ordinateurs et autres applications. Les résultats des chercheurs ont été publiés aujourd'hui dans Nanotechnologie .

Le procédé classique de fabrication de nanostructures 3D consiste à empiler des couches sur une puce de silicium. La première étape consiste à écrire (ou définir) un motif dans la résine photosensible, à l'aide d'un masque et d'une lampe UV. La gravure ou le dépôt de matière dans la couche permet alors d'obtenir la forme souhaitée. Des dizaines de couches sont empilées pour produire les puces elles-mêmes. Il s'agit d'un processus laborieux avec des limites. Il y a des restrictions sur le nombre de couches qui peuvent être empilées, puisque des couches relativement éloignées peuvent se déplacer aléatoirement les unes par rapport aux autres, interférer avec la fonctionnalité de la puce.

La nouvelle méthode permet de définir une nanostructure 3D sur une puce en un seul processus. Des chercheurs de l'institut MESA+ de l'Université de Twente ont développé un masque 3D spécial qui peut définir la structure des deux côtés de la plaquette simultanément. Cela garantit que les deux côtés de la puce sont parfaitement alignés, garantissant ainsi l'alignement vertical de la nanostructure tridimensionnelle finale.

Le procédé ouvre la voie à la production en série de puces dans lesquelles diverses fonctionnalités sont rapprochées les unes des autres. En collaboration avec ASML et TNO, les chercheurs étudient les moyens de mettre en œuvre cette nouvelle technologie dans la pratique. Il y a des applications possibles dans le monde médical, par exemple en combinant un capteur optique de protéines avec une puce informatique et une mémoire magnétique. "Notre méthode permet de combiner une variété infinie de fonctionnalités sur une puce, comme l'électronique, optique, aimants et microfluidique, " explique le professeur Willem Vos du groupe Complex Photonic Systems (COPS) de MESA+.

Les chercheurs Diana Grishina, Coq Harteveld, et Willem Vos de COPS et Léon Woldering de Transducer Science and Technology (TST) à MESA+ ont découvert la méthode tout en travaillant au développement de nouveaux types de cristaux photoniques. Ils ont réussi à piéger la lumière dans des cristaux avec des cavités incrustées et à contrôler la direction dans laquelle la lumière se déplace. La recherche a été soutenue financièrement par FOM.