Les surfaces antireflets sont essentielles pour optimiser les performances de nombreux dispositifs optiques. Une équipe de chercheurs de l’ICFO et de Corning a mis au point une nouvelle méthode de fabrication de surfaces antireflets nanostructurées, sans avoir recours à la lithographie.
Une méthode innovante pour créer des surfaces antireflets
Les chercheurs Iliyan Karadzhov, Bruno Paulillo, Juan Rombaut, dirigés par le professeur Valerio Pruneri à l’ICFO, en collaboration avec les chercheurs de Corning Karl W. Koch et Prantik Mazumder, ont développé une méthode simplifiée pour obtenir des surfaces antireflets nanostructurées. Cette approche utilise des films minces d’argent démouillés thermiquement comme masques de gravure pour générer des structures de nanotrous à l’échelle de la longueur d’onde sur les surfaces de verre.
Le processus de fabrication comporte trois étapes principales. Tout d’abord, des nanoparticules d’argent sont obtenues en recuisant rapidement un film ultra-mince d’argent sur un substrat de verre. Ces particules servent ensuite de base à un masque de gravure secondaire, créé en déposant une fine couche de nickel sur les nanoparticules d’argent et en effectuant une gravure chimique humide sélective. Enfin, ce masque est utilisé dans un processus de gravure sèche pour creuser des nanotrous de différentes profondeurs dans la surface du verre.
Des performances optiques et une robustesse mécanique
Les surfaces antireflets nouvellement développées ont montré une réponse omnidirectionnelle à large bande, atteignant des niveaux de transmittance supérieurs à 99 % dans les gammes du visible et du proche infrarouge. Elles maintiennent également une transmittance élevée, même à des angles d’incidence importants (jusqu’à 60 degrés).
Les échantillons ont également fait preuve de robustesse mécanique et de durabilité lors des tests d’abrasion. Selon Karl W. Koch, chercheur chez Corning Incorporated, l’un des défis consistait à s’assurer que les structures de nanotrous restaient intactes lors des tests d’abrasion tout en maintenant des performances optiques élevées. Cela a été surmonté en optimisant la géométrie des nanotrous et le processus de fabrication pour équilibrer les propriétés mécaniques et optiques.
De nouvelles perspectives pour les dispositifs optoélectroniques
Valerio Pruneri, auteur principal de l’étude et coordinateur du projet NANO-GLASS, a conclu : «Cette nouvelle méthode sans lithographie offre de nouvelles solutions possibles pour le développement de dispositifs optoélectroniques nécessitant une transmission et une durabilité élevées.»
Les surfaces antireflets sont nécessaires pour minimiser les réflexions indésirables, améliorant ainsi l’efficacité de divers dispositifs optiques tels que les optiques laser, les lentilles de caméra, les lunettes, les écrans tactiles et les systèmes de récolte solaire. La méthode développée par l’équipe de chercheurs se caractérise par sa simplicité et sa rentabilité en évitant la lithographie complexe.
Légende illustration : Vue des nano-trous gravés sur le substrat de verre, prise au microscope électronique à balayage (MEB), montrant leur profondeur. Crédit ICFO / Corning.
