Développement d’une méthode de caractérisation des métaux dispersifs en Couches Minces à Fentes

Light Nanomaterials Nanotechnologies (L2N) est un laboratoire interdisciplinaire ayant comme thématique l’étude de l’interaction de la lumière avec les nano-objets métalliques. Cette thématique répond à des enjeux majeurs de la recherche appliquée et fondamentale en développant à la fois une instrumentation innovante et des méthodes de nano-caractérisation et nano-fabrication grâce à la plateforme Nano’Mat. Les applications couvrent plusieurs domaines tels que, l’éclairage, photovoltaïque, la santé, la sécurité, etc.

Laboratory of Mechanical & Material Engineering (LASMIS) est un laboratoire de recherche spécialisé dans le domaine de la génie mécanique et matériaux et notamment dans l’élaboration, le traitement de matériaux innovant, le traitement de surface et également dans la modélisation multiphysique et multi-échelle des matériaux. Cette équipe dynamique vise à mieux comprendre et à améliorer la performance des matériaux par divers procédés expérimentaux (SMAT, revêtement PVD, fabrication additive, …) et via la modélisation et du traitement de données.

La caractérisation des performances plasmoniques des métaux a pour but de cerner leurs propriétés dispersives, ce qui est souvent réalisé au moyen de quatre techniques principales. Les spectroscopies à résolution angulaire par transformée de Fourier, y compris l'ellipsométrie, la spectroscopie à résonance plasmonique de surface, la microscopie optique à balayage en champ proche et la spectroscopie de perte d'énergie des électrons. Toutes ces techniques offrent une approche polyvalente en analysant la lumière réfléchie, absorbée ou transmise. Bien qu'elles soient efficaces, ces techniques souffrent d'une résolution latérale limitée, de difficultés aux basses et hautes fréquences en raison d'effets de réflexion et de diffraction élevés, en plus d'une sensibilité aux imperfections à la surface.
L’objectif de stage est de proposer une nouvelle technique de caractérisation des métaux dispersifs en couche mince. L’étudiant sera amené à réaliser des structures en couches minces métalliques (Aluminium, Argent, Cuivre et Platine, ) en utilisant les techniques standards de lithographie électronique EBL (Ebeam Lithography, Gravure RIE (Reactive Ion Etechnig) ou par FIB (focused Ion beam).

La caractérisation optique des fréquences qui opèrent peut se faire dans le domaine UV, Visible et proche infra-rouge (IR) en utilisant des bancs dédiés (typiquement un système de Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)).

Le stage comporte deux volets, une première partie de simulations numériques se fera sous Lumerical/COMSOL. Une seconde partie dédiée aux techniques de fabrication des fentes se fera au sein de la plateforme NanoMat du reseau de centrale de Nanotechnologies Renatech.

3ème année d’école d’ingénieurs ou master 2ème année.

Connaissance dans le domaine des sciences des matériaux, photonique, plasmonique.

Excellente capacité à s'exprimer et à rédiger en français et/ou en anglais