Ce travail de thèse a pour objectif de développer des matériaux performants destinés à la prochaine génération de microbolomètres, en mettant particulièrement l'accent sur l'augmentation de la résistance thermique des bras supportant les pixels, dans un contexte de réduction de leur pas. Notre approche vise à tirer parti de la conductivité thermique plus faible des matériaux induite par des hétérogénéités contrôlées à l'échelle nanométrique. À cette fin, nous avons déjà démontré la fabrication de films minces de silicium amorphe nanocristallin (nc-aSi) (de quelques dizaines de nanomètres d'épaisseur) présentant une conductivité thermique prometteuse.
Dans le cas du nc-aSi, diverses techniques de caractérisation — spectroscopie Raman, diffraction des rayons X, microscopie électronique à transmission et méthode 3 Omega pour les mesures de conductivité thermique — seront utilisées pour établir une corrélation entre les conditions de dépôt, la nanostructure et les propriétés de transport thermique, afin d'identifier des stratégies visant à réduire sa conductivité thermique.
Les connaissances acquises grâce à l'étude du nc-aSi pourraient être étendues à d'autres matériaux.
Idéalement, la combinaison de l'analyse des mesures thermiques avec des modèles théoriques de conduction permettra de mieux comprendre les mécanismes de propagation de la chaleur dans ces matériaux nanocristallins.
Enfin, le potentiel d'intégration technologique de ces matériaux au sein de la chaîne de fabrication des microbolomètres sera évalué, notamment en termes de résistance mécanique et de robustesse thermique.