Les copolymères à blocs s'auto-organisent sous forme de réseaux denses de nano-objets dont les dimensions varient de 5 à 50 nm. Selon les caractéristiques du système, les objets pourront décrire des réseaux de sphères, de cylindres ou de lamelles incorporés dans une matrice organique. L'objectif de cette étude est d'utiliser les propriétés d'organisation de ce matériau pour fabriquer des nanofils silicium en vue d'applications nanoélectroniques. Pour cela, les motifs cylindriques du système de copolymère dibloc PS-bloc-PMMA sont transférés par des procédés de gravure plasma. Étant donné la hauteur du masque polymère, de l'ordre de 10 nm seulement, différentes stratégies sont développées et proposent des procédés expérimentaux en fonction de la profondeur à transférer dans le silicium. Une des stratégies a fait l'objet d'une étude approfondie de l'interaction entre le système copolymère et l'or. Les traitements plasma sélectionnés permettront de localiser précisément et de contrôler la morphologie des nanostructures métalliques. Par ailleurs, le support des fils, décrit par les motifs cylindriques du système, s'organise selon une direction parfaitement aléatoire. Et dans le cadre de la fabrication de dispositif tel que le transistor à nanofils, l'orientation unidirectionnelle des fils s'avère indispensable. La mise en œuvre expérimentale d'une méthode d'épitaxie physique appelée la graphoépitaxie propose une solution technologique pour exploiter l'organisation cylindrique en tant que masque de gravure.

La nanoimpression assistée par UV (UV-NIL) est une technique de lithographie émergente permettant de fabriquer des motifs de très petites dimensions (de l'ordre du nanomètre) par simple pressage d'un moule transparent (contenant dans sa surface des nanostructures) dans une résine fluide (déposée en film mince sur un substrat en silicium par centrifugation). L'étape suivante au pressage est l'exposition aux rayonnements UV qui photo-polymérise la résine, avant de séparer le moule de la résine durcie. En raison de son fort potentiel, l'UV-NIL est considéré comme un candidat possible pour réaliser l'étape lithographique dans la fabrication des circuits intégrés du futur. Deux aspects critiques peuvent empêcher l'adoption de l'UV-NIL à une échelle industrielle. Il s'agit des défauts générés après l'étape de pressage (liés à l'écoulement de la résine) et la courte durée de vie du moule traitée (il est en fait nécessaire de déposer une couche antiadhésive sur la surface du moule pour éviter que la résine s'y colle). La première problématique a été abordée à travers la proposition d'un model qui semble permettre de estimer la longueur d'écoulement des résines fluide pour l'UV-NIL. Les recherches menées au tour de la deuxième problématique représentent le coeur de ce manuscrit. Une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation de la couche antiadhésive ont été acquis. La dégradation est le résultat d'une attaque chimique (exercé par les radicaux produits dans la résine polymérisée contre la molécule fluorée et conditionné aussi par la nature chimique de la résine photosensible) et d'une dégradation mécanique (due aux stresses exercés pendant le démoulage et liée à la qualité du greffage de la molécule antiadhésive sur le moule). La rajoute de surfactants fluorés dans la formulation de la résine représente une solution valable pour augmenter le nombre d'impressions faites avec un même moule traité. Enfin une résine hybride (organique-inorganique) a été synthétisée pour une application concrète : la réalisation de moules qui permettent d'organiser à longue échelle (quelque millimètre) des di-bloc copolymers (avec un taille de quelque nanometer) par graphoepitaxie.