Des films minces qui « fleurissent » pour de meilleures performances
Les films minces déposés sur substrat sont au cœur de nombreuses technologies, depuis les systèmes optiques jusqu’aux dispositifs biomédicaux en passant par l’électronique et les panneaux solaires. En maîtrisant la topographie du substrat, des scientifiques montrent qu’il est possible de transformer des films minces en véritables architectures tridimensionnelles. La surface accessible ainsi créée offre de nouvelles perspectives pour des applications comme par exemple la conversion et le stockage électrochimique de l'énergie. Des résultats à retrouver dans la revue Adv. Funct. Mater.
Les films minces sont des couches de matériaux très fines déposés sur un support ou substrat, dont l’épaisseur varie de quelques nanomètres à quelques micromètres. Ces revêtements, qui définissent les propriétés de la surface, sont au cœur de nombreuses technologies, depuis les systèmes optiques jusqu’aux dispositifs biomédicaux en passant par l’électronique et les panneaux solaires. Pour des applications dans le domaine de la catalyse ou du stockage électrochimique de l’énergie, il est nécessaire de disposer de films minces présentant la plus grande réactivité possible, c’est-à-dire une surface spécifique maximale pour pouvoir interagir au mieux avec les réactifs. Or, jusqu’à présent, les différents procédés de dépôt ne permettaient pas de contrôler ou de moduler cette caractéristique de manière simple et reproductible.
Et si la clé pour améliorer les performances de ces dispositifs résidait dans la rugosité des substrats ? Une équipe réunissant des scientifiques de l’Institut Jean Lamour (CNRS/Université de Lorraine), l’Université de Namur (Belgique),l’ ICS-Innovative Coating Solutions (Belgique), l’Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (CNRS/ Nantes Université), l’Institut Femto-ST (CNRS/ Université Marie et Louis Pasteur), et d’autres partenaires français et internationaux, vient de montrer qu’en contrôlant finement la topographie du support sur lequel est déposé le film mince, ils parviennent à transformer ces couches habituellement denses en véritables architectures tridimensionnelles. Au lieu de former une couche compacte, le matériau se ramifie pour produire des structures plus ouvertes, comparables à des « fleurs » ou des « plumes », offrant une surface réactive bien plus étendue.