Plateforme MATRIX (Matériaux Multifonctionnels pour dispositifs communicants)

Moyens scientifiques et technologiques d’élaboration, de caractérisation et d’intégration de matériaux multifonctionnels allant de la recherche fondamentale jusqu'aux dispositifs démonstrateurs simples de niveau TRL 3 à 4 pour applications électroniques et hyperfréquences, capteurs intelligents, récupération et stockage d'énergie.
Géré par son équipe FunMAT, MATRIX est une plateforme de soutien à la recherche de l’IETR sur des matériaux à propriétés innovantes dans le cadre de ses projets collaboratifs avec des partenaires de recherche académique et privée. Dans la limite de sa capacité, la plateforme propose également des prestations externes.
Financé plus particulièrement par les CPERs MATECOM et STIC&Ondes en Bretagne et dans le cadre du RFI WISE en Pays de la Loire par des fonds pour l'innovation dans l'industrie (F2i ) et des fonds européens (FEDER), la plateforme a pu compléter ses moyens scientifiques et technologiques très récemment.

Procédés d'élaboration

45 m² Salle Blanche Classe 10 000 avec plans de travail sous flux laminaire en Classe 100

Dépôt de couches minces par pulvérisation RF

Mise en oeuvre de matériaux composites

Synthèse en Salle Blanche de couches minces fonctionnelles par voie chimique 
  • Matériaux ferroélectriques et piézoélectriques : PbZrTiO3, BaTiO3, SrTiO3, BaSrTiO3
  • Oxydes conducteurs : RuO2, SrRuO3
  • Dopage par accepteurs d'électrons
Dépôt de couches minces fonctionnelles par pulvérisation RF et soft-landing
  • Diélectriques perovskites AB03 et ABO2N avec A = Ba, Sr, La et B= Ta, Ti
  • Hybrides : ITO/métal/ITO
  • Fonctionnalisation de surfaces par Soft-Landing
Réalisation d'électrodes
  • Métaux : Al, Ag, Au, Cu, Ti, Pt
  • Semi-conducteur transparent: ITO
  • Electrodéposition de cuivre
Films polymères
  • Polyurethane (PU)
  • Spin-coating (e = 1 à 15 µm)
  • Applicateur de films (e = 15 à 200 µm)
  • Presse hydraulique avec kit "films minces" (Ø = 13 et 25 mm, e = 15 à 500 µm)
Matériaux composites
  • Résines et mousses nano & micro chargées
  • Structures monolithiques et sandwichs
  • Géométries 1D, 2D, 3D
  • Mise en oeuvre par coulée, mélangeur 3 rouleaux, contact, infusion sous vide, RTM light, pré-imprégnation
Matériaux massifs et pulvérulents
  • Cibles pour pulvérisation RF : Sr2Ti2O7, SrTaO2N

Caractérisation multi-échelle / multi-physique

Spectroscopie d'impédance diélectrique ultralocale par AFM

Mesures sous pointes jusqu'à 50 GHz

Détermination de la composition élémentaire par spectroscopie de masse

Caractérisations physico-chimiques
  • Structurales (DRX 4 et 5 cercle)
  • Microstructurales (AFM, PFM, MEB, microscopie optique, densité, surface spécifique)
  • Chimiques (microsonde EDS)
  • Thermiques (ATG, ATD, DSC, DMA)
  • Mécaniques (flexion, traction, compression, microdureté, viscosité)
  • Optiques (Spectrophotométrie UV/Visible, IRTF, Raman multimodale)
Caractérisations diélectriques
  • Permittivité complexe (ε et tand ) jusqu’à 40 GHz
  • Cycle d’hystérésis
  • Accordabilité jusqu’à 40 GHz
  • Mesures sous pointes
  • Caractérisation ultra-local par AFM
  • Mesures en température entre -150°C et +350°C
  • Mesures en espace libre
  • Mesures en mode guidé
Caractérisations électriques
  • Mesure 4 pointes
  • Van der Pauw
  • Effet Hall
  • Signal émis par un tag RFID
Caractérisations spectrométriques
  • Caractérisation de précurseurs moléculaires de matériaux fonctionnels (ESI-HRMS et ESI-HRMS-MS)
  • Themochemical properties of materials by Cold-Spray Ionization-HRMS and energy conversion effect modeling  (theory and experiments)
  • Chemical emissions from building materials by DART-MS and TD-GC-MS
 

Intégration & Prototypage

Microgravure Laser et Usinage 3D des matériaux composites

Système Pick&Place pour l'intégration de composants

Structuration de couches minces par techniques de photolithographie

Structuration des couches minces
  • Microgravure laser localisée
    Laser à excimère KrF (248nm) & XeCl (308nm) avec station de travail à déplacements micrométriques (résolution 10 µm sur 100 x 100 mm2, précision 2 µm)
  • Photolithogravure lift-on et lift-off
    Aligneur Karl SUSS MJB3 (résolution 5 µm sur Ø = 75 mm2)
  • Photolithographie Laser sans masque
    Système DILASE 250 (résolution 1 µm)
  • Gravure chimique d’oxydes complexes
    e.g. BaSrTiO3, PbZrTiO3, précision micrométrique
  • Micro-impression de polymères en solution
  • Réalisation de moules en PDMS et impression de polymères  électro-optiques (résolution 5 µm sur 75 x 75 mm2)
Usinage de matériaux composite
  • Plotter de découpe de tissus secs & pré-imprégnés
  • Table de compactage chauffant
  • Pressage à chaud
  • Usinage de matériaux composites consolidés + moules Lab
Implantation de composants électroniques
  • Découpage des substrats (Si, Al2O3, LiNbO3 …) par scie diamantée : Ø < 4’’, précision = 10 µm
  • Système Pick&Place semi-automatique pour le positionnement et l'intégration de composants montés en surface (CMS)

Votre besoin - nos solutions ... et prestations

Plaquette MATRIX

Prestations MATRIX en Salle Blanche à l'UFR Sciences à Nantes

Partenaires et Sponsors

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Partenaires bretons

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