Pages scientifiques 2004

Les séparations membranaires font appel à des matériaux polymères caractérisés par leur structure, le diamètre de leur porosité et leurs propriétés physiques ou chimiques. L’irradiation avec des ions lourds traversant le matériau, suivie d'une attaque chimique du polymère permet d'obtenir la formation de pores cylindriques parallèles les uns aux autres, orientés selon la trajectoire incidente des particules. Des films de poly(téréphtalate d'éthylène) ont été irradiés et attaqués, puis la polymérisation chimique du pyrrole sur les surfaces et les pores des films a été effectuée. L'épaisseur du film, le nombre d'ions par cm² et le diamètre des pores (paramètres de l'attaque chimique) définissent les caractéristiques de la membrane finale. On obtient une "membrane creuse ", dont la longueur des tubes atteint 100 micromètres tandis que le diamètre de ces derniers varie de 150 à 500 nanomètres (LSI, collaboration PROFILTRA).

Une vésicule est une bicouche lipidique de forme sphérique et d’une taille de quelques nanomètres en suspension dans un liquide, souvent de l'eau ou une solution aqueuse. Ces molécules contiennent une partie de petite taille qui est hydrophile et une chaîne hydrophobe plus longue. L'arrangement mésoscopique en vésicules est une des possibilités qui minimisent l'énergie libre de la solution. Dans cette exemple, des polymères ont été greffés sur la partie hydrophile de quelques molécules, ce qui a comme conséquence la formation de vésicules de taille légèrement différente et, surtout, beaucoup plus flexibles. En se déformant, ces vésicules artificielles peuvent traverser des pores de petites dimensions plus facilement que les vésicules rigides sans polymères à la surface.

L'interaction d'un laser intense ou d'un ion multichargé avec une molécule ou un agrégat conduit généralement à leur explosion. Dans le cas des ions, les détails de la dynamique de dissociation de molécules multi-cargées sont étudiées grâce à une détection 4p multi-particules (ions et électrons). Les interactions laser-agrégat et la caractérisation des émissions X et UV permettent sur le plan fondamental d'élucider les mécanismes d'explosion et d'optimiser ces sources pour les applications (SPAM, CIRIL).

D'après la célèbre Loi de Moore, le nombre de transistors dans un circuit intégré double tout les 18 mois. La miniaturisation des circuits permet d'augmenter la puissance des puces électroniques tout en réduisant leur coûts de fabrication: si en 1973, le prix de 1 million de transistors équivaut à celui d'une maison, en 2005 ils coûteront le prix d'un Post-It®.La puissante industrie des semi-conducteurs a basé son modèle de développement sur cette prévision, jamais prise en défaut depuis 1975. Quand on considère que "… en 30 ans, les circuits intégrés ont eu sur l’économie US un impact deux fois plus important que les premiers 60 ans d’exploitation des chemins de fer dans le XIX siècle" on comprend la portée des enjeux économiques. Les techniques de gravure des circuits intégrés d'aujourd'hui utilisent comme source de lumière le rayonnement à 193 nm (et prochainement à 157 nm) produit par des lasers à excimers. Les limites physiques de cette technique imposent, pour que la loi de Moore soit respectée, l'utilisation d'une nouvelle méthode pour descendre au-dessous du "node" de 50 nm comme taille caractéristique de gravure. Différents projets ont vu le jour dans le but de réaliser une machine lithographique industrielle à l'horizon 2008-2010. Intel, Motorola et AMD ont financé le programme EUV LLC aux Etats Unis en 1997, confiant aux trois grands laboratoires nationaux Lawrence Livermore, Lawrence Berkeley et Sandia, la mission de produire une telle machine. D'autres "firms" de la microélectronique ont depuis rejoint ce panel (IBM, Infineon...). Vers la fin du 1998 démarrent les projets EUCLIDES (en Europe, sous la poussée d'ASML) et ASET EUVL (en Japon) avec, plus ou moins, les même objectives. Plusieurs candidats ont été proposés pour cette "Next Generation Lithography", mais une seule voie semble aujourd'hui capable de répondre au cahier de charge imposé par Sematech, le consortium qui regroupe les principales entreprises de semi-conducteurs dans le monde: la lithographie par extrême ultra-violet (EUVL). La réalisation d'une source avec de caractéristiques de puissance, stabilité et propretés bien déterminées est un des point clés pour que l'EUVL aboutisse. C'est à la réalisation d'une telle source par interaction laser-matiere que le GAP se consacre depuis la fin du 1999, à travers deux projets: PREUVE et EXULITE.