Elaboration des couches micro-nanostructurées de nitrure de titane (TiN) obtenues par le procédé de nitruration de couches sol-gel TiO2

Abstract

The goal of this thesis is to present a fast and easy method to obtain a micro-nanostructured TiN layer. This process consists on the gas nitridation of a micro-nanostructured layer of TiO2 obtained by the sol-gel process, using a Rapid Thermal Annealing (RTA) furnace. A photosensitive solution is used for the elaboration of thin layers. This solution can be micro-nanostructured by different lithographic techniques, on flat or cylindrical substrates. In a second step, the nitridation of TiO2 layers leading to TiN was implemented using an RTA furnace, showing the interest of this process. A proof of concept of plasmonic properties is also described through the realization of a micro-nanostructured TiN layer obtained by the nanoimprinting method exhibiting a plasmon mode excitation (SPR) in the near infrared region.Ces travaux de thèse ont pour objectif de présenter une méthode rapide et facile à mettre en œuvre pour l’obtention d’une couche de TiN micro-nanostructurée. Ce procédé repose sur la nitruration gazeuse à l’aide d’un four à recuit thermique rapide (Rapid Thermal Annealing, RTA) d’une couche micro-nanostructurée de TiO2 obtenue par la voie sol-gel. A partir d’une formulation sol-gel pouvant conduire à des matériaux photogravables, l’élaboration de couches minces a été étudiée, et plus particulièrement, la micro-nanostructuration de ces couches par différentes techniques lithographiques, sur des substrats plans ou cylindriques. Dans un second temps, la nitruration des couches de TiO2 conduisant à du TiN a été mise en œuvre à l’aide d’un four RTA, montrant tout l’intérêt de ce procédé. Une preuve de concept des propriétés plasmoniques est également décrite à travers la réalisation d’une couche micro-nanostructurée de TiN obtenue par la méthode de nano-impression présentant une excitation d’un mode de plasmons (SPR) dans la région de l’infrarouge proche