Les objectifs fixés par le département visent au développement de briques technologiques adaptées à la conception de composants électroniques à la fois complexes, flexibles ou étirables. En particulier, l’optimisation des paramètres physico-chimiques et mécaniques régissant leur mise en œuvre, ainsi que la réalisation de modèles et de procédures de test visant à garantir leur fonctionnement et leur durée de vie, constituent les principaux axes de développement du département.
Afin de préparer l’électronique du futur, nos activités s’articulent autour de trois grands axes de recherche fondamentale, combinés en vue de diverses applications.
Commençons par les applications
Nous développons des procédés et un savoir-faire permettant de fabriquer des objets électroniques sur des substrats flexibles et étirables, tout en conservant un haut niveau de performance, d’intégration, de fonctionnalité et de fiabilité. Voici quelques exemples de dispositifs et d’applications.
Micro-batteries flexibles et étirables
Images MEB de la coupe transversale de la batterie tout-solide composée de nanotubes de TiO₂ / électrolyte polymère / LNMO.
(a) Vue agrandie des nanotubes de TiO₂ auto-organisés.
(b) L’encadré montre la vue de dessus des nanotubes.
Électrode étirable pour microbatterie Li-ion
Interfaces intelligentes (Smart Tags, Touchpad RF, etc.)
Étiquette RFID sur papier
Bio-robotique (peau électronique) et textile intelligent basé sur l’électronique étirable
Capteur étirable
Rétine artificielle étirable
Électronique imprimée organique
Électronique portable / Bioélectronique organique
a) Installation EMG, b) EMG cutanés (tous IJP), c) cartographie neuromusculaire (signaux EMG)
Circuits CMOS et transistors organiques ultra-flexibles
OTFTs ultra-flexibles & OTFTs imprimés par jet d’encre
Structuration de PEDOT:PSS par lithographie douce
Une recherche fondamentale pour des démonstrateurs flexibles et étirables
La réalisation de ces démonstrateurs nécessite des activités de recherche fondamentale dès les premières étapes du développement. Nous nous concentrons sur trois blocs technologiques majeurs.
1. Nano-matériaux
- Fabrication d’encres
- Dépôt et structuration
- Caractérisation
Image MEB de l’encre conductrice synthétisée
2. Électronique étirable et conformable
- Divers substrats
- Impression électronique
- Packaging de circuits intégrés
- Électronique hybride
Photodiode organique sur substrat étirable
3. Micro-batteries
- Batteries à l’état solide
- Micro-batteries flexibles
- Récupération d’énergie (thermoélectricité et triboélectricité)
Électrode modèle pour batteries
Ces recherches nous permettent de repousser les limites de l’électronique flexible et étirable pour des applications innovantes et adaptées aux besoins technologiques de demain.