Des chercheurs de la KU Leuven (Belgique) ont développé un procédé de lithographie à haute résolution pour modeler des films à structure métal-organique (MOF). Ce travail, Publié dans Matériaux naturels , accélérera l'intégration de ces matériaux dans les puces électroniques.

Les structures métallo-organiques (MOF) sont des éponges moléculaires constituées de molécules organiques et d'ions métalliques. « Il y a un bel avenir pour ces matériaux dans des appareils miniaturisés de haute technologie tels que les processeurs basse consommation, mémoire résistive, capteurs, et électronique flexible, " déclare le professeur Rob Ameloot du KU Leuven Center for Membrane Separations, Adsorption, Catalyse, et la spectroscopie (cMACS). "Les communautés MOF et microélectronique se sont efforcées d'intégrer les MOF dans les puces, qui nécessite deux étapes d'ingénierie clés :le dépôt de couches minces et la lithographie."

En 2016, le groupe du professeur Ameloot a développé le dépôt chimique en phase vapeur de films minces MOF, un procédé compatible avec la fabrication de puces industrielles. Maintenant, l'équipe va plus loin en réalisant la lithographie directe de films minces MOF avec une résolution nanométrique. Les techniques classiques de lithographie utilisent une couche sacrificielle, ce qu'on appelle la résine photosensible, pour transférer un motif dans le matériau souhaité. L'utilisation de résine photosensible complique le processus, et pourrait induire une contamination des films MOF hautement poreux.

"Notre objectif était d'éliminer l'utilisation de résine photosensible tout en conservant des motifs MOF de haute qualité." dit Min Tu, chercheur postdoctoral à la KU Leuven et premier auteur de l'article. "Notre méthode est basée sur l'exposition sélective aux rayons X ou au faisceau d'électrons du film MOF, qui induit des modifications chimiques qui permettent son élimination par un solvant commun. Ce processus évite complètement la couche de résine, simplifiant ainsi considérablement la structuration tout en maintenant intactes les propriétés physico-chimiques des MOF à motifs. De plus, nous pouvons modéliser des caractéristiques beaucoup plus petites qu'auparavant, et notre technique est déjà compatible avec les procédés de nanofabrication existants. Pour démontrer certaines des capacités de cette méthode, nous avons fabriqué un capteur photonique qui réagit aux vapeurs organiques. Nous sommes les premiers à réaliser la lithographie directe à haute résolution de ces matériaux très poreux. Nous avons trouvé un moyen passionnant de modeler des matériaux MOF sur des surfaces. Maintenant, il est temps de les concevoir et de les implémenter dans des appareils miniaturisés."