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WO2014075994A1 - Method for laser-structuring a nanoparticle network and method for marking a coloured pattern on a support - Google Patents

Method for laser-structuring a nanoparticle network and method for marking a coloured pattern on a support Download PDF

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Publication number
WO2014075994A1
WO2014075994A1 PCT/EP2013/073327 EP2013073327W WO2014075994A1 WO 2014075994 A1 WO2014075994 A1 WO 2014075994A1 EP 2013073327 W EP2013073327 W EP 2013073327W WO 2014075994 A1 WO2014075994 A1 WO 2014075994A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
nanoparticles
support
pattern
precursors
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/073327
Other languages
French (fr)
Inventor
Nathalie DESTOUCHES
Nicolas CRESPO-MONTEIRO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Jean Monnet
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Jean Monnet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Jean Monnet filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of WO2014075994A1 publication Critical patent/WO2014075994A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B41M5/267Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
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    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method for structuring a network of nanoparticles.
  • the invention also relates to a method for permanently inscribing a colored pattern on a support.
  • optical spectrum refers to a spectrum selected from the group consisting of electromagnetic transmission, reflection or scattering spectra.
  • an object can be imparted with a dichroic effect by disposing metal nanoparticles on its surface in a specific manner.
  • these nanoparticles must be spatially arranged so as to form lines, in order to promote the appearance of electromagnetic coupling between the nanoparticles, thus modifying the surface plasmon resonance effect due to the presence of these metal nanoparticles. the absence of a specific spatial arrangement.
  • An example of this is described in the document by D. Babonneau et al., "Tunable Plasmonic Dichroism of Au Self-aligned on rippled Al 2 O 3 Films", Euro Physics Letters, vol. 93, 2011.
  • This document describes a method of insertion of the nanoparticles in wrinkles previously formed on the surface of an object, to form lines of nanoparticles.
  • This method has several disadvantages.
  • the periodicity of the line spacing depends on the periodicity of the wrinkle spacing, which is difficult to control.
  • the method requires forming wrinkles of adequate size on the surface of the object, which can complicate the implementation of the method.
  • the invention therefore relates to a laser structuring method of a nanoparticle network according to claim 1.
  • Embodiments of the invention may have one or more of the features of claims 2 to 7.
  • the reduced roughness of the support coated with the transparent layer makes it possible to benefit from specific dichroic properties in specular reflection. These properties are made possible in particular by the fact that the nanoparticles, at the end of step c], are essentially at the interface between the support and the layer;
  • porous material facilitates the incorporation of the precursors of nanoparticles in this material, which simplifies the process.
  • the invention also relates to a method for permanent inscription, on a support, of a first and a second pattern having different dichroic effects, by means of a laser structuring method.
  • Embodiments of the invention may have the features of claim 9.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a plurality of colored patterns inscribed by laser on a support
  • FIG. 2 is a schematic illustration showing, in a very simplified manner and in a view from above, an enlargement of a portion of a colored pattern of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a high-angle annular dark field transmission electron microscopy (Scanning-Tunneling Electron Microscope - High Angle Annular Dark Field (English language) showing in greater detail and in a view from above, an enlargement of a portion of a colored pattern of Figure 1.
  • FIG. 4 is a diagrammatic illustration, in a cross-sectional view, of the support of FIG. 1;
  • FIGS. 5A, 5B and 5C schematically illustrate the apparent color differences exhibited by a colored pattern of FIG. 1, along the direction of polarization of the light with which this pattern is observed in diffuse reflection;
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for writing the patterns of FIG. 1;
  • FIGS. 7 and 8 schematically illustrate the support of FIG. 3 during steps of the method of FIG. 5.
  • FIG. 1 represents a set 2 of colored patterns permanently inscribed on a surface of an object 4.
  • patterns 5 and 7 carry a reference and only the pattern 5 will be described. in detail thereafter.
  • all that is said in reference to the reason 5 also applies to the other reasons of the whole 2.
  • this pattern 5 is not erasable by illumination under visible or ultraviolet light.
  • This pattern 5 also has increased resistance to degradations of the surface of the object 4, such as mechanical abrasion or chemical etching, these degradations not destroying the object 4, however.
  • colored pattern it is understood that light transmitted, reflected or scattered by this pattern, in response to electromagnetic illumination, has a specific optical spectrum.
  • the pattern is intended to be observed in visible light.
  • visible light is meant here a light radiation whose wavelengths are between 350 nm and 780 nm.
  • color will be used to designate the properties of the wavelength spectrum that the pattern presents. It is known that the same color can be obtained with different wavelength spectra. However, here, for simplicity, it is considered that a given color corresponds to one and only one optical spectrum.
  • the pattern 5 has a square shape, side equal to 2.5mm. This pattern 5 does not occupy the entire surface of the object 4.
  • the object 4 has a planar shape extending in a horizontal plane.
  • Such a colored pattern, permanently inscribed on the surface of the object 4, is not obtained from pigments, but thanks to the presence, on this surface, of metallic nanoparticles capable of generating surface plasmon resonance phenomena.
  • the pattern 5 comprises a plurality of metallic nanoparticles distributed over the surface of this pattern 5.
  • this pattern 5 also has a dichroic effect in optical transmission, optical specular reflection and optical diffuse reflection.
  • the apparent color of this pattern depends on the optical polarization with which this pattern is illuminated or observed.
  • Figures 2 and 3 describe in more detail the arrangement of the nanoparticles of the pattern 5. For clarity, the colors of Figure 3 have been reversed.
  • these nanoparticles are arranged, in the horizontal plane, so as to form a plurality of lines substantially parallel to each other and spaced periodically. For example, the number of these lines is greater than several hundred.
  • only two lines 6, 8, immediately adjacent to each other, are shown in Figure 2.
  • These lines 6 and 8 are here statistically identical, only the line 6 will be described in detail.
  • Line 6 extends in the horizontal plane. Two lines immediately adjacent to each other are separated from each other by an equal distance, within 2% or within 5%, of a spacing value L.
  • This distance is defined as being the smallest distance, measured in the horizontal plane, separating two lines immediately adjacent to each other.
  • This value L here is strictly less than the wavelength of the laser radiation used to form the lines.
  • This value L is advantageously between 150 nm and 800 nm.
  • the value L is between 260 nm and 440 nm.
  • the nanoparticles are drawn in the same way. Only nanoparticles 10 and 12 of line 6, immediately adjacent to each other, bear a numerical reference. Subsequently, in the rest of the description, the reference 10 is also used to reference the nanoparticles of the lines of the pattern 5. In this example, the nanoparticles have a substantially spherical shape. The diameters of the nanoparticles of a given line have a statistical distribution that is identical or very similar to that of the other lines. "Very close" means that the average diameter varies from one line to another by less than 10% or 5%. D denotes the average diameter of the nanoparticles of this line 6.
  • This diameter D is here greater than or equal to 10nm or 25nm and less than or equal to 200nm or 400nm.
  • the diameter of a nanoparticle is here defined as being the maximum diameter of this nanoparticle among all the diameters measured in nanoparticle cutting planes parallel to the horizontal plane.
  • the nanoparticles forming the line 6 are substantially aligned along and on either side of a straight line 9 of the horizontal plane. More exactly, the nanoparticles forming the line 6 are typically separated from this line 9 by at most twice the average diameter D. More than 80% or 90% or 95% of the nanoparticles of the line 6 are here entirely within an area extending along this line 9, symmetrically on either side of the line 9 with a width equal to 2 * D.
  • the nanoparticles 10 and 12 are, on average, separated from each other by a distance W which is of the order of magnitude of the average diameter D. This distance W is here greater than 10 nm and less than 250 nm. These nanoparticles are here made of a noble metal, such as silver or gold.
  • the pattern 5 is thus defined on the surface of the object 4 by arranging the nanoparticles 10 so as to form the lines 6 and 8.
  • This organization of the nanoparticles 10 allows the pattern 5 to have a dichroic effect.
  • this pattern when it is illuminated by visible light, this pattern exhibits, in specular reflection, in diffuse reflection and in transmission, in the visible range, an apparent color which depends on the polarization of the light with which it is enlightened. This apparent color also depends on the values of D and W.
  • FIG. 4 shows in more detail the pattern 5.
  • a support 14 is covered with a layer 16 comprising the nanoparticles 10.
  • the surface of the object 4 is formed by the support 14.
  • the support 14 is able to be covered by the layer 16.
  • the support 14 is a rigid support, extending in the horizontal plane.
  • the mechanical and structural properties of the support 14 are not altered when this support 14 is brought to a temperature between 340 ° C and 400 ° C.
  • the support 14 is a layer of soda-lime glass. This support here has a thickness greater than or equal to 0.5 mm or 1 mm.
  • the layer 16 is formed of an essentially inorganic material.
  • the layer 16 is transparent for radiation whose wavelength corresponds to visible light, so as to allow observation of the dichroic effect in optical reflection.
  • the layer 16 is here a layer of nanocrystallized titanium dioxide.
  • This layer 16 here has a thickness greater than or equal to 50 nm or 100 nm. This thickness is, for example, less than or equal to ⁇ ⁇ or 10 ⁇ or 1 ⁇ and, preferably, less than or equal to 500nm. This is a necessary condition to obtain white light interference in specular reflection and thus a colored luster effect. This effect of colored luster will be described in more detail in the following.
  • the nanoparticles 10 are located at the interface between the support 14 and the layer 16. For example, more than 90% of the nanoparticles 10 are located in the 50% thickness of the layer 16 which are at closer to the interface between the support 14 and the layer 16. The nanoparticles 10 may be partially included in the support 14.
  • the support 14 is transparent, to allow the transmission of light through the object 4.
  • the support 14 has a surface roughness ("roughness surface” in English) less than the wavelength of the light with which it is desired to observe a dichroic effect.
  • this surface roughness is less than or equal to 200 nm and, preferably, less than or equal to 50 nm or 20 nm.
  • the roughness of a colored surface is defined as the roughness RMS ("root mean square" in English) of this surface. This roughness gives the support 14 the ability to reflect a luminous flux at least ten times greater in the specular direction than in the non-specular direction.
  • the combination of the optical properties of the layer 16 and the particles 10, gives the pattern 5 an effect called “colored luster” (also called “colored luster”), that is to say that the reflected light by the pattern 5, in a specularly reflective direction, has a different color from the light reflected by this pattern 5 in a non-specular direction.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C illustrate an example of the dichroic effect of the pattern 5.
  • This dichroic effect is manifested by an apparent color difference of the pattern 5 when this pattern 5 is illuminated by, successively, lights having different linear optical polarizations and observed in the same direction.
  • the light illuminating the pattern 5 is polychromatic and its spectral components are in the range of wavelengths corresponding to visible light. This light is here white light.
  • Figure 5A the pattern 5 is illuminated with unpolarized white light.
  • the pattern 5 then has, in diffuse reflection, a first color 20.
  • FIG. 5A first case
  • the pattern 5 is illuminated by white light having a linear polarization oriented in a first direction, for example parallel to the lines of nanoparticles, symbolized by the arrow 22.
  • the pattern 5 then has, in diffuse reflection, a color 24, different from the color 20.
  • the pattern 5 is illuminated by white light having a polarization linear direction oriented in a second direction, for example perpendicular to the first direction, symbolized by the arrow 26, orthogonal to the direction 24.
  • the pattern 5 then has, in diffuse reflection, a color 28 different from the colors 20 and 24.
  • This method involves structuring, by laser, nanoparticles 10 to form lines 6 and 8.
  • the support 14 is provided, coated with a layer 54 ( Figure 7) of an essentially inorganic material capable of forming the layer 16 after irradiation with laser radiation.
  • the support 14 here forms the object 4.
  • the layer 54 is particularly capable of crystallizing locally, in response to induced heating by means of irradiation with laser radiation.
  • This layer 54 is particularly capable of forming the layer 16 after crystallization.
  • the layer 54 is transparent for radiation whose wavelength corresponds to the wavelength of the laser radiation used for the irradiation to be described in the following.
  • the layer 54 is transparent for visible light.
  • This layer here has an amorphous structure and comprises a plurality of pores whose diameter is between 1 nm and 100 nm.
  • the layer 54 is a mesoporous layer of titanium dioxide (TiO 2 ) in the amorphous state.
  • This layer 54 has a thickness greater than or equal to 100 nm.
  • This layer 54 extends here in the horizontal plane.
  • Step 50 comprises an operation 56 for supplying the support 14, and then an operation 58 for depositing the layer 54 on the support 14.
  • operation 58 comprises the preparation of a solution as follows: the supply of a molar amount N 0 (expressed in moles) of a titanium precursor, for example titanium tetraisopropoxide; (TTIP);
  • N 0 is chosen as a function of the volume of the layer 54 to coat the support 14. For example, N 0 is greater than or equal to 1 mol.
  • the solution thus formed is then deposited on the support 14, by means of a so-called dip coating process in order to form films called "organic-inorganic hybrids".
  • organic-inorganic hybrid is meant a composite material which has two distinct components which are of nature, respectively, organic and inorganic.
  • the support 14 is thus immersed in the solution and then removed with a pulling speed of between 10 mm. min -1 and 100 mm -1 , in the presence of an ambient humidity of between 20% and 80% and preferably of between 40% and 50%.
  • These hybrid films are then heated to calcine the copolymer present in these films. For example, these films are heated to a temperature of 340 ° C. for a duration of 4 hours.
  • the layer 54 is formed on the support 14.
  • precursors of nanoparticles 62 are incorporated in the layer 54.
  • These precursors 62 are capable of forming the nanoparticles 10 when the layer 54 is irradiated by a laser radiation linearly polarized.
  • These precursors 62 (and, where appropriate, these nanoparticles 10) in particular give the layer 54 the property of being heated when it is irradiated, for a period of less than 10 s, by a linearly polarized laser radiation having an intensity greater than or equal to I kW.cnrr 2 .
  • These nanoparticles or precursors 62 are here distributed homogeneously and randomly in the layer 54.
  • step 60 is carried out by incorporating the precursors 62 in the layer 54 by impregnating the layer 54 with an aqueous solution comprising the precursors 62, so that these precursors 62 fill the pores of the layer 54.
  • the precursors 62 comprise metal cations of the same chemical species.
  • the nanoparticles 10 formed from these precursors 62 are therefore metal nanoparticles.
  • these metal cations are selected from the group consisting of noble metal cations.
  • the precursors 62 comprise an aqueous solution of silver nitrate.
  • the metal cations are silver ions Ag + or silver complexes such as the chemical compound of formula [Ag (NH 3 ) 2] + NO 3 - , the nanoparticles 10 are therefore formed of metallic silver.
  • the impregnation of the layer 54 is thus carried out as follows: first, by preparing an aqueous solution, by mixing silver nitrate salts in ethanol diluted in water with a concentration greater than or equal to 0.5 mol.l “1 or 1, 5 mol.l “ 1 or 3 mol.l “1 , then by adding ammonia (NH 4 + aq + HO " aq ) in this solution, so that the molar concentration of silver ions in the solution is greater than 0.5 mol.l -1 or 1 mol.l -1 and preferably 1.5 mol.l -1 ; then, immersing the support 14 coated with the layer 54 in this solution for a period greater than or equal to 30 minutes.
  • the atomic concentration in the layer 54 of the precursors 62 is sufficient so that, at the end of the irradiation, the distance W is of the order of magnitude of the diameter D of these nanoparticles. a plane parallel to the lines.
  • the atomic concentration in the layer 54 of the silver element is greater than 0.01 times or 0.1 times the atomic concentration of the titanium element in the layer 54.
  • the ratio of these atomic concentrations can be determined experimentally, for example by means of elementary analysis techniques, such as the so-called "microprobe probe" ("electron probe microanalysis" technique in English).
  • the layer 54 is irradiated with a linearly polarized laser radiation, to obtain the nanoparticles 10 arranged along the lines 6, 8.
  • a portion of the layer 54, corresponding to the location of the pattern 5, is irradiated.
  • this step 64 comprises here: an operation 66 for calibrating the physical parameters of the laser radiation and the irradiation so that the pattern 5 has a specific color, and then
  • the physical parameters of the radiation calibrated during the operation 66 are chosen from the group consisting of the intensity, the wavelength, the angle of incidence of the radiation relative to the normal to the support, and the direction of the optical polarization of the laser radiation.
  • the parameters of the irradiation include in particular the irradiation time of the layer 54 by the laser radiation. A modification of one or more of these parameters results in a change in the L value of the spacing of lines 6, 8, D and W.
  • the laser radiation is generated continuously by an argon-krypton laser source. This laser radiation is adjusted to present:
  • the irradiation time is less than 10s or 1 s or 10 "1 s and, preferably, less than 5 * 10 " 2 s.
  • the irradiation time is here between 4.5 * 10 -3 s and 2 * 10 -1 sec, and preferably between 5 * 10 -3 s and 5 * 10 -2 sec.
  • the layer 54 is irradiated by the laser radiation.
  • this irradiation allows:
  • the formation of the nanoparticles 10 by transformation of the precursors 62 into nanoparticles is here obtained by a reduction of the precursors 62, triggered by the irradiation.
  • the Ag + cations are reduced to Ag silver atoms, forming the nanoparticles 10.
  • the irradiation leads to the absorption, by precursors 62, of a portion of the laser radiation.
  • This absorption leads to a heating of the layer 54.
  • the depositor estimates that it is this heating of the layer 54 which, once a certain threshold is exceeded, triggers:
  • the precursors 62 comprise, in addition to metal cations, a plurality of small metallic nanoparticles, formed spontaneously from a portion of these metal cations. These small nanoparticles are able to absorb some of the laser radiation. These small nanoparticles have an average diameter of less than or equal to 5 nm or 3 nm. These small nanoparticles are formed in the same material as the nanoparticles 10, but are distinct from these nanoparticles 10, in particular, because of their smaller average diameter than that of the nanoparticles 10, but also of their homogeneous and disordered spatial arrangement in the layer 54. There is, in particular, no dichroic effect associated with the presence of these small nanoparticles.
  • the nanoparticles 10 are generated towards the interface between the support 14 and the layer 54 so as to form these lines 6 and 8.
  • clusters of precursors 62 can also, according to their conditions of use. exposure to laser radiation, grow or decrease in volume in response to irradiation.
  • the explanation of the physical mechanisms that cause the alignment of the nanoparticles is not yet certain.
  • the laser radiation is focused on the layer 54 so as to form a beam having a diameter greater than or equal to 1 ⁇ or 5 ⁇ or 10 ⁇ .
  • the laser radiation is focused using a lens with x10 magnification.
  • the pattern 5 has an area greater than the area directly illuminated by the beam.
  • the object 4 must be moved relative to the beam to successively illuminate different portions of the layer 54, so as to form the entire pattern 5.
  • the object 4 is moved relative to the beam in one direction displacement that is perpendicular to the direction of propagation of the beam. This displacement is here realized horizontally.
  • the nanoparticles 10 to reduce the duration of the inscription process, only a portion of the layer 54 is irradiated to structure the nanoparticles 10. More exactly, the object 4 is moved, so as to form a plurality of separate bands, spaced from each other and essentially parallel to each other. In each of these bands, the nanoparticles 10 form, after irradiation, the lines 6 and 8.
  • These bands are here produced under the same experimental conditions and, in particular, with identical physical radiation parameters.
  • Each of these strips thus constitutes a colored pattern having the same properties as the pattern 5.
  • the joining of these bands thus forms the pattern 5.
  • the spacing distance between these strips is chosen here so that the strips are contiguous.
  • the width of the bands can be adjusted by changing the focus of the laser. This width is chosen according to the optical resolution power of the optical receiver to which the visualization of the pattern 5 is intended, so that the bands are not perceptible by this optical receiver.
  • the distance can be chosen so that the pattern 5 is visible to an emmetropic human without an optical instrument.
  • the distance between two consecutive bands is chosen less than or equal to 50 ⁇ or 25 ⁇ and, preferably, less than or equal to 20 ⁇ .
  • the strips are spaced two by two by the same distance.
  • the speed of displacement of the object 4 is determined by the irradiation time chosen during the operation 66.
  • this speed of displacement is between ⁇ . ⁇ "1 and ⁇ . ⁇ " 1 .
  • step 70 the pattern 7 of the set 2 ( Figure 1) is written on the object 4.
  • This step 70 includes operations 72 and 74, respectively, identical to operations 66 and 68 , except that :
  • At least one of the parameters of the laser radiation or of the irradiation is modified, so that the radiation and irradiation parameters used during the operation 74 are different from those used during operation 68 to form the pattern 5;
  • the laser radiation irradiates a location of the layer 54 distinct from the irradiated location during the operation 68 to form the pattern 5.
  • pattern 7 can also be different from the movement speed during step 60, while remaining between ⁇ . ⁇ "1 and ⁇ . ⁇ " 1 .
  • the following parameters are chosen to form pattern 7:
  • the pattern 7 has a distinct color of the pattern 5.
  • the pattern 5 has no effect of colored luster.
  • the roughness of the support 14 has a value greater than the wavelength at which it is desired to observe a dichroic effect.
  • the object 4 does not necessarily have a planar shape.
  • the object 4 has a curved shape.
  • the pattern 5 may not have a dichroic effect in transmission.
  • at least one or the other of the support 14 or the layer 16 is not transparent.
  • the line 9 is not necessarily rectilinear.
  • the straight line 9 has a non-zero curvature and has no point of inflection.
  • the line 6 has a curvature.
  • the nanoparticles 10 have been described as having a spherical shape. In reality, these nanoparticles 10 may differ from each other in their shape and in particular may have a shape other than spherical, such as an ellipsoid shape. When these nanoparticles 10 are not spherical, the diameter of a nanoparticle is replaced, for example, by the ferret diameter or the hydraulic diameter of this nanoparticle.
  • the nanoparticles 10 may be formed of an alloy of different metals in the same zone, for example gold and silver.
  • the nanoparticles 10 are not necessarily made of a noble metal.
  • the nanoparticles 10 are formed based on cobalt.
  • the support 14 is not necessarily rigid and may be formed of a flexible material.
  • the support 14 may be made of a material other than glass.
  • the support 14 is a ceramic or a metal or also comprises an organic material, such as plastic.
  • the material forming the support 14 is chosen so that its structural properties are not degraded during heating for calcining the copolymer. Indeed, some materials, such as organic materials, may be degraded if they are brought to a temperature of several hundred degrees Celsius.
  • the heating is replaced by a rapid annealing carried out by means of a rapid annealing oven ("rapid thermal annealing" in English) by exposure to infra-red radiation for a period of less than 10 seconds or 1 minute or at 5 minutes.
  • the organic material present in the layer is formed of a material absorbing infra-red radiation.
  • the layer 54 can be formed without damaging the organic materials of the support 14.
  • the support 14 may be formed of several layers.
  • the layer 54 is covered with a protective layer, preferably transparent.
  • the layer 16 may also be covered with such a protective layer.
  • the process of forming the layer 54 of TiO 2 may be different.
  • the layer 54 is deposited by inkjet process or by centrifugation.
  • the layer 54 of TiO 2 is not porous.
  • the method of producing this layer 54 is then modified to allow the incorporation of the precursors 62 during the preparation of this layer 54.
  • the support 14 is coated with a hybrid material comprising a titanium precursor and an organic material capable of self-organization.
  • the precursors 62 are thus incorporated directly into this hybrid material.
  • operation 58 and step 60 are performed simultaneously.
  • this hybrid material is produced according to a method identical to the method described with reference to operation 58, except that:
  • the layer 54 may be made of a material different from TiO 2 .
  • the layer 54 is made of zinc oxide ZnO.
  • the layer 54 is not necessarily amorphous, but may be made of a material already having, at least in part of its volume, crystalline properties, for example a layer containing nanoparticles of crystallized TiO 2 in the phase. anatase.
  • the silver nitrate solution used for filling the pores of the layer 54 may have a different composition.
  • the silver nitrate can be dissolved in water (and not in a water-ethanol mixture) with or without the addition of ammonia.
  • the concentration of silver in the solution can vary.
  • metallic nanoparticles are formed in the layer 54, from the metal cations, before generation of the nanoparticles 10.
  • These intermediate nanoparticles are distinct from the nanoparticles 10, for the same reasons as that which has previously described with reference to small nanoparticles.
  • These intermediate nanoparticles have a mean diameter of less than 20 nm or 15 nm and are spatially distributed in a disordered and homogeneous manner in the layer 14.
  • intermediate nanoparticles can be triggered by means of illumination by UV radiation of lower intensity to 1 kW.cnrr 2 , or by means of a heat treatment whose temperature is for example between 100 ° C and 300 ° C, or of a chemical reduction, with for example a reducing agent such as tetrahydruroborate of sodium NaBH 4 .
  • a reducing agent such as tetrahydruroborate of sodium NaBH 4 .
  • the physical parameters of the laser radiation can be more finely tuned, in order to more precisely control the crystalline phase obtained for the layer 16.
  • the TiO 2 can crystallize in several distinct phases. , say rutile, brookite and anatase. Each of these phases has distinct optical properties (such as refractive index or optical distance) that can change the color of the pattern 5.
  • the process for structuring the nanoparticles 10 may be implemented independently of the method of inscription of the pattern 5.
  • this method may be used to have the nanoparticles arranged spatially in the form of lines 6, 8 but without any attempt to obtain a dichroic effect or even the inscription of a colored motif.
  • the nanoparticles 10 are then not necessarily metallic.
  • the wavelength of the laser radiation irradiating the layer 54 is then chosen as a function of the optical absorption spectrum of the material forming the precursors 62 of these nanoparticles 10, so that these precursors 62 are capable of generating heating of the layer 54 during irradiation with this laser radiation. Still in this case, operation 66 can be omitted.
  • the layer 16 may not be transparent.
  • the wavelength of the laser radiation may be chosen outside the range of visible light.
  • the wavelength is chosen in the field of ultraviolet.
  • the optical properties of the layer 54 in particular the range of wavelengths for which it has transparency may be different.
  • the nanoparticles 10 can be aligned over the entire surface of the layer 54.
  • the pattern 5 can occupy the entire surface of the object 4.
  • the pattern 5 is not necessarily visible to the naked eye and may therefore have a smaller area than that described.
  • the pattern 5 has an area less than ⁇ ⁇ 2 .
  • the laser radiation is not applied continuously but has a succession of pulses.
  • the laser is for example a femtosecond laser.
  • the diameter of the focused laser beam may be different.
  • Step 70 may be omitted. In this case, only a single pattern 5 is written on the object 4.
  • Step 70 may be applied repeatedly to form a plurality of patterns.
  • the step 70 is applied repeatedly, changing, each time, a physical parameter of the laser radiation or irradiation.
  • the speed of movement of the object 4 with respect to the beam can also be modified.
  • the combinations of parameters described in the table below can be used to form these patterns: speed intensity width band spacing
  • Speed refers to the speed of movement of the object 4 relative to the beam, expressed in ⁇ m.s -1 ;
  • Intensity refers to the intensity of the laser radiation on the object 4, expressed in kW.crrr 2 ;
  • bandwidth means the width of a band drawn with the aid of the laser beam, expressed in ⁇ ;
  • spacing means the distance separating two bands immediately adjacent to each other, expressed in ⁇ .

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Abstract

The invention concerns a method for laser-structuring a nanoparticle network, comprising: a] providing (50) a support coated with a layer formed from an essentially inorganic material, b] incorporating (60), into the layer, precursors of nanoparticles giving the material of the layer the property of heating up when said layer is irradiated, for a period of time of less than 10 s, by a linearly polarised laser beam, c] irradiating (64) the layer, with the laser beam, in such a way as to: · transform the precursors of nanoparticles into nanoparticles, and make said nanoparticles grow, and · align the nanoparticles along parallel lines; the support being moved relative to the laser beam, during step c], at a speed of movement of between 50µm.s-1 and 5000µm.s-1.

Description

PROCÉDÉ DE STRUCTURATION PAR LASER D'UN RÉSEAU DE  METHOD OF LASER STRUCTURING A NETWORK

NANOPARTICULES ET PROCÉDÉ D'INSCRIPTION D'UN MOTIF COLORÉ SUR  NANOPARTICLES AND METHOD FOR REGISTERING A COLORED PATTERN ON

UN SUPPORT [ooi] L'invention concerne un procédé pour structurer un réseau de nanoparticules. L'invention concerne également un procédé pour inscrire, de manière permanente, un motif coloré sur un support.  The invention relates to a method for structuring a network of nanoparticles. The invention also relates to a method for permanently inscribing a colored pattern on a support.

[002] Il est intéressant de former des lignes parallèles de nanoparticules en surface d'un support. Une telle structuration permet, par exemple, de modifier des propriétés optiques du support, pour obtenir un effet dichroïque.  [002] It is interesting to form parallel lines of nanoparticles on the surface of a support. Such a structuring makes it possible, for example, to modify the optical properties of the support, to obtain a dichroic effect.

[003] Dans cette description, un objet est dit présenter un effet dichroïque s'il présente :  [003] In this description, an object is said to have a dichroic effect if it presents:

-un premier spectre optique, lorsque cet objet est observé avec un premier rayonnement lumineux possédant une polarisation optique linéaire ;  a first optical spectrum, when this object is observed with a first light radiation having a linear optical polarization;

-un second spectre optique, distinct du premier spectre optique, lorsque cet objet est observé, dans les mêmes conditions, avec un second rayonnement lumineux, identique au premier rayonnement lumineux sauf qu'il possède une polarisation optique linéaire, différente de la polarisation optique du premier rayonnement. Le terme de spectre optique désigne un spectre choisi dans le groupe composé des spectres électromagnétiques de transmission, de réflexion ou de diffusion. a second optical spectrum, distinct from the first optical spectrum, when this object is observed, under the same conditions, with a second light radiation, identical to the first light radiation except that it has a linear optical polarization, different from the optical polarization of the first radiation. The term optical spectrum refers to a spectrum selected from the group consisting of electromagnetic transmission, reflection or scattering spectra.

[004] Par exemple, il est connu que l'on peut conférer à un objet un effet dichroïque en disposant à sa surface des nanoparticules métalliques d'une façon spécifique. Notamment, ces nanoparticules doivent être spatialement arrangées de façon à former des lignes, afin de favoriser l'apparition d'un couplage électromagnétique entre les nanoparticules, modifiant ainsi l'effet de résonance de plasmons de surface dû à la présence de ces nanoparticules métalliques en l'absence d'arrangement spatial spécifique. Un exemple en est décrit dans le document de D. Babonneau et al., « Tunable plasmonic dichroism of Au self-aligned on rippled AI2O3 films », Euro Physics Letters, vol. 93, 2011. Ce document décrit un procédé d'insertion des nanoparticules dans des rides préalablement formées à la surface d'un objet, pour former des lignes de nanoparticules. Ce procédé présente plusieurs inconvénients. La périodicité de l'espacement des lignes dépend de la périodicité de l'espacement des rides, qui est difficilement contrôlable. De plus, le procédé nécessite de former des rides de dimensions adéquates en surface de l'objet, ce qui peut compliquer la mise en œuvre du procédé. [004] For example, it is known that an object can be imparted with a dichroic effect by disposing metal nanoparticles on its surface in a specific manner. In particular, these nanoparticles must be spatially arranged so as to form lines, in order to promote the appearance of electromagnetic coupling between the nanoparticles, thus modifying the surface plasmon resonance effect due to the presence of these metal nanoparticles. the absence of a specific spatial arrangement. An example of this is described in the document by D. Babonneau et al., "Tunable Plasmonic Dichroism of Au Self-aligned on rippled Al 2 O 3 Films", Euro Physics Letters, vol. 93, 2011. This document describes a method of insertion of the nanoparticles in wrinkles previously formed on the surface of an object, to form lines of nanoparticles. This method has several disadvantages. The periodicity of the line spacing depends on the periodicity of the wrinkle spacing, which is difficult to control. In addition, the method requires forming wrinkles of adequate size on the surface of the object, which can complicate the implementation of the method.

[005] De l'état de la technique est également connu du brevet FR 2938679 B1 . Ce brevet vise à résoudre un problème technique différent de la présente invention. En effet, ce brevet décrit un procédé d'écriture d'un motif sur un objet. Ce motif est effaçable par irradiation avec un rayonnement de lumière visible, mais ne présente pas d'effet dichroïque. En particulier, des paramètres de cette irradiation (tels que l'intensité ou la durée d'exposition) ne permettent pas d'obtenir une organisation des nanoparticules donnant lieu à des propriétés dichroïques, mais uniquement une distribution homogène et isotrope de nanoparticules au sein de motifs aléatoires définissant une texturation sur la surface du matériau. [005] The state of the art is also known from the patent FR 2938679 B1. This patent aims to solve a different technical problem of the present invention. Indeed, this patent describes a method of writing a pattern on an object. This pattern is erasable by irradiation with visible light radiation, but has no dichroic effect. In particular, parameters of this irradiation (such as the intensity or the duration of exposure) do not make it possible to obtain an organization of the nanoparticles giving rise to dichroic properties, but only a homogeneous and isotropic distribution of nanoparticles within random patterns defining a texturing on the surface of the material.

[006] De l'état de la technique est également connu de l'article de A . Stalmashonak et al ., « Metal-glass nanocomposite for optical storage of information », Applied Physics Letters, vol . 99, p. 201904, 201 1 . Cet article décrit un procédé pour conférer un effet dichroïque à un verre sodo-calcique dans lequel des ions argent ont été introduits par échange ionique. Ce procédé comporte la formation de nanoparticules sur un support, en vue du marquage permanent de couleurs sur ce support. Ce procédé obtient un effet dichroïque en modifiant la forme des nanoparticules et sans former des lignes de nanoparticules. De plus, ce support ne présente pas de propriétés dichroïques en réflexion optique, mais uniquement en transmission optique. [006] From the state of the art is also known from the article of A. Stalmashonak et al., "Metal-glass nanocomposite for optical storage of information," Applied Physics Letters, Vol. 99, p. 201904, 201 1. This article describes a process for imparting a dichroic effect to a soda-lime glass in which silver ions have been introduced by ion exchange. This process involves the formation of nanoparticles on a support, for the permanent marking of colors on this support. This process obtains a dichroic effect by modifying the shape of the nanoparticles and without forming lines of nanoparticles. In addition, this medium does not have dichroic properties in optical reflection, but only in optical transmission.

[007] De l'état de la technique est également connu des documents suivants : [007] From the state of the art is also known from the following documents:

- A. Nahal et al, « Photothermal-induced dichroism and micro-cluster formation in Ag+-doped glasses », Applied Physics B, vol . 79, p. 513-518, juillet 2004 ;  A. Nahal et al, "Photothermal-induced dichroism and micro-cluster formation in Ag + -doped glasses", Applied Physics B, vol. 79, p. 513-518, July 2004;

- N. Crespo-Monteiro et al, « Rôle of silver nanoparticles in the laser-induced réversible colour-marking and controlled crystallization of mesoporous titania films », Proceedings of SPIE vol . 8096, 6 septembre 201 1 ;  - N. Crespo-Monteiro et al, "Role of silver nanoparticles in the laser-induced reversible color-marking and controlled crystallization of mesoporous titania films", Proceedings of SPIE vol. 8096, September 6, 201 1;

- N. Crespo-Monteiro et al, « Réversible and irréversible laser microinscription on silver-containing mesoporous titania films », Advanced Materials, vol. 22, juin 2010 ; N. Crespo-Monteiro et al, "Reversible and irreversible laser microinscription on silver-containing mesoporous titania films", Advanced Materials, vol. 22, June 2010;

- A. Nahal et al, « Linear dichroism, produced by thermo-electric alignement of silver nanopaticles on the surface of ion-exchanged glass », Applied Surface Science, vol. 255, juin 2009 ; A. Nahal et al. Linear dichroism, produced by thermo-electric alignment of silver nanoparticles on the surface of ion-exchanged glass, Applied Surface Science, vol. 255, June 2009;

- Kiesow et al, « Génération of wavelength-dependent, periodic line pattern in métal nanoparticle-containing polymer films by femtosecond laser irradiation », Applied Physics Letters, vol. 86, avril 2005 ;  - Kiesow et al, "Generation of wavelength-dependent, periodic line pattern in nanoparticle-containing metal films by femtosecond laser irradiation," Applied Physics Letters, vol. 86, April 2005;

- Kaempfe et al, « Formation of métal particle nanowires induced by ultrashort laser puises », Applied Physics Letters, vol. 79, septembre 2001 .  Kaempfe et al., "Formation of metal particle nanowires induced by ultrashort laser pulses," Applied Physics Letters, vol. 79, September 2001.

[008] Il existe donc un besoin pour un procédé de structuration par laser de nanoparticules sur un support, permettant d'obtenir, de manière contrôlée et avec une mise en œuvre simplifiée, une répartition spatiale des nanoparticules de manière à former des lignes espacées périodiquement sur le support et protégées de l'extérieur par un film essentiellement inorganique.  [008] There is therefore a need for a method of laser structuring of nanoparticles on a support, to obtain, in a controlled manner and with a simplified implementation, a spatial distribution of the nanoparticles so as to form periodically spaced lines. on the support and protected from the outside by an essentially inorganic film.

[009] L'invention concerne donc un procédé de structuration par laser d'un réseau de nanoparticules conforme à la revendication 1 .  [009] The invention therefore relates to a laser structuring method of a nanoparticle network according to claim 1.

[ooio] L'irradiation, à l'aide du rayonnement laser, de la couche comportant les nanoparticules ou les précurseurs de nanoparticules, en choisissant, tel que décrit ci- dessus, l'intensité et la durée d'irradiation, conduit à un échauffement de la couche irradiée. Dans le cas où ce sont des précurseurs de nanoparticules qui sont présents dans la couche, l'irradiation conduit aussi à la transformation de ces précurseurs en nanoparticules. Le déposant a découvert que, dans ces conditions, l'irradiation résulte en un arrangement des nanoparticules, le long de lignes parallèles et régulièrement espacées, au niveau de l'interface entre le support et la couche irradiée. Dans l'état actuel des connaissances du déposant, les explications des mécanismes physiques qui provoquent l'alignement des nanoparticules ne sont pas encore certaines. De plus, le déposant a constaté qu'en modifiant des paramètres du rayonnement, comme par exemple sa longueur d'onde, l'espacement entre les lignes ou la taille moyenne des particules pouvaient être ajustés. Ainsi, le procédé permet une structuration des nanoparticules de manière simplifiée, fiable et contrôlable. [ooio] The irradiation, using laser radiation, of the layer comprising the nanoparticles or the precursors of nanoparticles, by choosing, as described above, the intensity and duration of irradiation, leads to a heating up the diaper irradiated. In the case where precursors of nanoparticles are present in the layer, the irradiation also leads to the transformation of these precursors into nanoparticles. The applicant has discovered that, under these conditions, the irradiation results in an arrangement of the nanoparticles, along parallel and regularly spaced lines, at the interface between the support and the irradiated layer. In the current state of knowledge of the applicant, the explanations of the physical mechanisms that cause the alignment of the nanoparticles are not yet certain. In addition, the Applicant has found that by changing radiation parameters, such as its wavelength, the spacing between the lines or the average particle size could be adjusted. Thus, the method makes it possible to structure the nanoparticles in a simplified, reliable and controllable manner.

[0011] Les modes de réalisation de l'invention peuvent présenter une ou plusieurs des caractéristiques des revendications 2 à 7. Embodiments of the invention may have one or more of the features of claims 2 to 7.

[0012] Ces modes de réalisation présentent en outre les avantages suivants :  These embodiments also have the following advantages:

-la nature métallique des nanoparticules et leur position au niveau de l'interface entre le support et la couche, combinée à la transparence d'au moins l'un ou l'autre de la couche ou du support, permet d'observer l'effet dichroïque dû à l'organisation anisotrope des nanoparticules; the metallic nature of the nanoparticles and their position at the interface between the support and the layer, combined with the transparency of at least one or the other of the layer or support, makes it possible to observe the dichroic effect due to the anisotropic organization of the nanoparticles;

-la rugosité réduite du support revêtu par la couche transparente permet de bénéficier de propriétés dichroïques spécifiques en réflexion spéculaire. Ces propriétés sont notamment rendues possibles par le fait que les nanoparticules, à l'issue de l'étape c], sont essentiellement au niveau de l'interface entre le support et la couche ;  the reduced roughness of the support coated with the transparent layer makes it possible to benefit from specific dichroic properties in specular reflection. These properties are made possible in particular by the fact that the nanoparticles, at the end of step c], are essentially at the interface between the support and the layer;

-l'utilisation d'un matériau poreux facilite l'incorporation des précurseurs de nanoparticules dans ce matériau, ce qui simplifie le procédé. the use of a porous material facilitates the incorporation of the precursors of nanoparticles in this material, which simplifies the process.

[0013] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un procédé d'inscription permanente, sur un support, d'un premier et d'un second motifs présentant des effets dichroïques différents, au moyen d'un procédé de structuration par laser d'un réseau de nanoparticules conforme à la revendication 8. According to another aspect, the invention also relates to a method for permanent inscription, on a support, of a first and a second pattern having different dichroic effects, by means of a laser structuring method. a nanoparticle network according to claim 8.

[0014] Les modes de réalisation de l'invention peuvent présenter les caractéristiques de la revendication 9. Embodiments of the invention may have the features of claim 9.

[0015] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :  The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of nonlimiting example and with reference to the drawings in which:

-la figure 1 est une illustration schématique d'une pluralité de motifs colorés inscrits par laser sur un support ;  FIG. 1 is a schematic illustration of a plurality of colored patterns inscribed by laser on a support;

-la figure 2 est une illustration schématique représentant, de manière très simplifiée et suivant une vue du dessus, un agrandissement d'une portion d'un motif coloré de la figure 1 ;  FIG. 2 is a schematic illustration showing, in a very simplified manner and in a view from above, an enlargement of a portion of a colored pattern of FIG. 1;

-la figure 3 est un cliché de microscopie électronique en transmission à champ sombre annulaire à angle élevé (« Scanning-Tunneling Electron Microscope - High Angle Annular Dark Field » en langue anglaise) illustrant plus en détail et suivant une vue du dessus, un agrandissement d'une portion d'un motif coloré de la figure 1 . FIG. 3 is a high-angle annular dark field transmission electron microscopy (Scanning-Tunneling Electron Microscope - High Angle Annular Dark Field (English language) showing in greater detail and in a view from above, an enlargement of a portion of a colored pattern of Figure 1.

-la figure 4 est une illustration schématique, suivant une vue en coupe transversale, du support de la figure 1 ; FIG. 4 is a diagrammatic illustration, in a cross-sectional view, of the support of FIG. 1;

-les figures 5A, 5B et 5C illustrent schématiquement les différences de couleur apparente que présente un motif coloré de la figure 1 , suivant la direction de polarisation de la lumière avec laquelle ce motif est observé en réflexion diffuse; FIGS. 5A, 5B and 5C schematically illustrate the apparent color differences exhibited by a colored pattern of FIG. 1, along the direction of polarization of the light with which this pattern is observed in diffuse reflection;

-la figure 6 est un organigramme d'un procédé d'inscription des motifs de la figure 1 ; -les figures 7 et 8 illustrent schématiquement le support de la figure 3 pendant des étapes du procédé de la figure 5. FIG. 6 is a flowchart of a method for writing the patterns of FIG. 1; FIGS. 7 and 8 schematically illustrate the support of FIG. 3 during steps of the method of FIG. 5.

[0016] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.  In these figures, the same references are used to designate the same elements.

[0017] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détails.  In the following description, the features and functions well known to those skilled in the art are not described in detail.

[0018] La figure 1 représente un ensemble 2 de motifs colorés inscrits, de manière permanente, sur une surface d'un objet 4. Pour simplifier la figure 1 , seuls des motifs 5 et 7 portent une référence et seul le motif 5 sera décrit en détail par la suite. Sauf précision contraire, tout ce qui est dit en référence au motif 5 s'applique également aux autres motifs de l'ensemble 2. Par inscription permanente du motif 5, on entend que ce motif 5 est apte à rester inscrit sur l'objet 4 pendant une durée supérieure à plusieurs mois ou à plusieurs années et, de préférence, supérieure à plusieurs dizaines d'années. En particulier, ce motif 5 n'est pas effaçable par illumination sous une lumière visible ou ultra-violette. Ce motif 5 présente en outre une résistance accrue à des dégradations de la surface de l'objet 4, telle qu'une abrasion mécanique ou une attaque chimique, ces dégradations ne détruisant cependant pas l'objet 4. [0019] Par motif coloré, on entend que de la lumière transmise, réfléchie ou diffusée par ce motif, en réponse à un éclairement électromagnétique, présente un spectre optique spécifique. Pour simplifier, dans cette description, on considère que le motif est destiné à être observé en lumière visible. Par lumière visible, on désigne ici un rayonnement lumineux dont les longueurs d'onde sont comprises entre 350nm et 780nm. Ainsi, dans la suite de la description, et sauf précision contraire, le terme de couleur sera employé pour désigner les propriétés du spectre de longueurs d'onde que présente le motif. Il est connu qu'une même couleur peut être obtenue avec différents spectres de longueurs d'onde. Toutefois, ici, pour simplifier, on considère qu'à une couleur donnée correspond un et un seul spectre optique. FIG. 1 represents a set 2 of colored patterns permanently inscribed on a surface of an object 4. To simplify FIG. 1, only patterns 5 and 7 carry a reference and only the pattern 5 will be described. in detail thereafter. Unless otherwise specified, all that is said in reference to the reason 5 also applies to the other reasons of the whole 2. By permanent inscription of the reason 5, it is understood that this reason 5 is able to remain inscribed on the object 4 for a period longer than several months or years, and preferably greater than several decades. In particular, this pattern 5 is not erasable by illumination under visible or ultraviolet light. This pattern 5 also has increased resistance to degradations of the surface of the object 4, such as mechanical abrasion or chemical etching, these degradations not destroying the object 4, however. [0019] By colored pattern, it is understood that light transmitted, reflected or scattered by this pattern, in response to electromagnetic illumination, has a specific optical spectrum. For simplicity, in this description, it is considered that the pattern is intended to be observed in visible light. By visible light is meant here a light radiation whose wavelengths are between 350 nm and 780 nm. Thus, in the remainder of the description, and unless otherwise stated, the term color will be used to designate the properties of the wavelength spectrum that the pattern presents. It is known that the same color can be obtained with different wavelength spectra. However, here, for simplicity, it is considered that a given color corresponds to one and only one optical spectrum.

[0020] Dans cet exemple, le motif 5 présente une forme carrée, de côté égal à 2,5mm. Ce motif 5 n'occupe pas toute la surface de l'objet 4. Dans cet exemple, l'objet 4 présente une forme plane s'étendant dans un plan horizontal .  In this example, the pattern 5 has a square shape, side equal to 2.5mm. This pattern 5 does not occupy the entire surface of the object 4. In this example, the object 4 has a planar shape extending in a horizontal plane.

[0021] Un tel motif coloré, inscrit de manière permanente en surface de l'objet 4, n'est pas obtenu à partir de pigments, mais grâce à la présence, sur cette surface, de nanoparticules métalliques aptes à engendrer des phénomènes de résonance de plasmons de surface. Ainsi, le motif 5 comporte une pluralité de nanoparticules métalliques, réparties sur la surface de ce motif 5. Such a colored pattern, permanently inscribed on the surface of the object 4, is not obtained from pigments, but thanks to the presence, on this surface, of metallic nanoparticles capable of generating surface plasmon resonance phenomena. Thus, the pattern 5 comprises a plurality of metallic nanoparticles distributed over the surface of this pattern 5.

[0022] Avantageusement, ce motif 5 présente également un effet dichroïque en transmission optique, en réflexion spéculaire optique et en réflexion diffuse optique. Ainsi, la couleur apparente de ce motif 5 dépend de la polarisation optique avec laquelle ce motif 5 est éclairé ou observé.  Advantageously, this pattern 5 also has a dichroic effect in optical transmission, optical specular reflection and optical diffuse reflection. Thus, the apparent color of this pattern depends on the optical polarization with which this pattern is illuminated or observed.

[0023] Les figures 2 et 3 décrivent plus en détail la disposition des nanoparticules du motif 5. Pour plus de clarté, les couleurs de la figure 3 ont été inversées. Dans la portion de l'objet 4 sur laquelle est formé le motif 5, ces nanoparticules sont disposées, dans le plan horizontal, de manière à former une pluralité de lignes essentiellement parallèles les unes aux autres et espacées périodiquement. Par exemple, le nombre de ces lignes est supérieur à plusieurs centaines. Pour simplifier, seules deux lignes 6, 8, immédiatement voisines l'une de l'autre, sont représentées sur la figure 2. Ces lignes 6 et 8 étant ici statistiquement identiques, seule la ligne 6 sera décrite en détail. La ligne 6 s'étend dans le plan horizontal. Deux lignes immédiatement voisines l'une de l'autre sont séparées l'une de l'autre d'une distance égale, à 2 % près ou à 5 % près, à une valeur d'espacement L. Cette distance est définie comme étant la plus petite distance, mesurée dans le plan horizontal, séparant deux lignes immédiatement voisines l'une de l'autre. Cette valeur L est ici strictement inférieure à la longueur d'onde du rayonnement laser utilisé pour former les lignes. Cette valeur L est avantageusement comprise entre 150 nm et 800nm. Ici, la valeur L est comprise entre 260nm et 440nm.  Figures 2 and 3 describe in more detail the arrangement of the nanoparticles of the pattern 5. For clarity, the colors of Figure 3 have been reversed. In the portion of the object 4 on which the pattern 5 is formed, these nanoparticles are arranged, in the horizontal plane, so as to form a plurality of lines substantially parallel to each other and spaced periodically. For example, the number of these lines is greater than several hundred. For simplicity, only two lines 6, 8, immediately adjacent to each other, are shown in Figure 2. These lines 6 and 8 are here statistically identical, only the line 6 will be described in detail. Line 6 extends in the horizontal plane. Two lines immediately adjacent to each other are separated from each other by an equal distance, within 2% or within 5%, of a spacing value L. This distance is defined as being the smallest distance, measured in the horizontal plane, separating two lines immediately adjacent to each other. This value L here is strictly less than the wavelength of the laser radiation used to form the lines. This value L is advantageously between 150 nm and 800 nm. Here, the value L is between 260 nm and 440 nm.

[0024] Pour simplifier la figure 2, les nanoparticules sont dessinées à l'identique. Seules des nanoparticules 10 et 12 de la ligne 6, immédiatement voisines l'une de l'autre, portent une référence numérique. Par la suite, dans le reste de la description, la référence 10 est aussi utilisée pour référencer les nanoparticules des lignes du motif 5. Dans cet exemple, les nanoparticules présentent une forme essentiellement sphérique. Les diamètres des nanoparticules d'une ligne donnée présentent une distribution statistique identique ou très proche de celle des autres lignes. Par « très proche », on entend que le diamètre moyen varie d'une ligne à l'autre de moins de 10 % ou de 5 %. On désigne par D le diamètre moyen des nanoparticules de cette ligne 6. Ce diamètre D est ici supérieur ou égal à 10nm ou à 25nm et inférieur ou égal à 200nm ou à 400nm. Le diamètre d'une nanoparticule est ici défini comme étant le diamètre maximal de cette nanoparticule parmi tous les diamètres mesurés dans des plans de coupe de la nanoparticule parallèles au plan horizontal. Ici, les nanoparticules formant la ligne 6 sont essentiellement alignées le long de et de part et d'autre d'une droite 9 du plan horizontal. Plus exactement, les nanoparticules formant la ligne 6 sont typiquement éloignées de cette droite 9 d'au plus deux fois le diamètre moyen D. Plus de 80 % ou de 90 % ou de 95 % des nanoparticules de la ligne 6 sont ici entièrement comprises dans une zone s'étendant le long de cette droite 9, symétriquement de part et d'autre de la droite 9 avec une largeur égale à 2*D. Les nanoparticules 10 et 12 sont, en moyenne, séparées les unes des autres par une distance W qui est de l'ordre de grandeur du diamètre moyen D. Cette distance W est ici supérieure à 10nm et inférieure à 250nm. Ces nanoparticules sont ici réalisées dans un métal noble, tel que de l'argent ou de l'or. To simplify Figure 2, the nanoparticles are drawn in the same way. Only nanoparticles 10 and 12 of line 6, immediately adjacent to each other, bear a numerical reference. Subsequently, in the rest of the description, the reference 10 is also used to reference the nanoparticles of the lines of the pattern 5. In this example, the nanoparticles have a substantially spherical shape. The diameters of the nanoparticles of a given line have a statistical distribution that is identical or very similar to that of the other lines. "Very close" means that the average diameter varies from one line to another by less than 10% or 5%. D denotes the average diameter of the nanoparticles of this line 6. This diameter D is here greater than or equal to 10nm or 25nm and less than or equal to 200nm or 400nm. The diameter of a nanoparticle is here defined as being the maximum diameter of this nanoparticle among all the diameters measured in nanoparticle cutting planes parallel to the horizontal plane. Here, the nanoparticles forming the line 6 are substantially aligned along and on either side of a straight line 9 of the horizontal plane. More exactly, the nanoparticles forming the line 6 are typically separated from this line 9 by at most twice the average diameter D. More than 80% or 90% or 95% of the nanoparticles of the line 6 are here entirely within an area extending along this line 9, symmetrically on either side of the line 9 with a width equal to 2 * D. The nanoparticles 10 and 12 are, on average, separated from each other by a distance W which is of the order of magnitude of the average diameter D. This distance W is here greater than 10 nm and less than 250 nm. These nanoparticles are here made of a noble metal, such as silver or gold.

[0025] Le motif 5 est ainsi défini à la surface de l'objet 4 en disposant les nanoparticules 10 de façon à former les lignes 6 et 8. Cette organisation des nanoparticules 10 permet au motif 5 de présenter un effet dichroïque. Ainsi, lorsqu'il est éclairé par de la lumière visible, ce motif 5 présente, en réflexion spéculaire, en réflexion diffuse et en transmission, dans le domaine du visible, une couleur apparente qui dépend de la polarisation de la lumière avec laquelle il est éclairé. Cette couleur apparente dépend en outre des valeurs de D et de W. The pattern 5 is thus defined on the surface of the object 4 by arranging the nanoparticles 10 so as to form the lines 6 and 8. This organization of the nanoparticles 10 allows the pattern 5 to have a dichroic effect. Thus, when it is illuminated by visible light, this pattern exhibits, in specular reflection, in diffuse reflection and in transmission, in the visible range, an apparent color which depends on the polarization of the light with which it is enlightened. This apparent color also depends on the values of D and W.

[0026] La figure 4 représente plus en détail le motif 5. Un support 14 est recouvert d'une couche 16 comportant les nanoparticules 10. Ici, la surface de l'objet 4 est formée par le support 14. FIG. 4 shows in more detail the pattern 5. A support 14 is covered with a layer 16 comprising the nanoparticles 10. Here, the surface of the object 4 is formed by the support 14.

[0027] Le support 14 est apte à être recouvert par la couche 16. Ici, le support 14 est un support rigide, s'étendant dans le plan horizontal. Avantageusement, les propriétés mécaniques et structurelles du support 14 ne sont pas altérées lorsque ce support 14 est porté à une température comprise entre 340°C et 400°C. Par exemple, le support 14 est une couche de verre sodo-calcique. Ce support présente ici une épaisseur supérieure ou égale à 0,5mm ou à 1 mm.  The support 14 is able to be covered by the layer 16. Here, the support 14 is a rigid support, extending in the horizontal plane. Advantageously, the mechanical and structural properties of the support 14 are not altered when this support 14 is brought to a temperature between 340 ° C and 400 ° C. For example, the support 14 is a layer of soda-lime glass. This support here has a thickness greater than or equal to 0.5 mm or 1 mm.

[0028] La couche 16 est formée d'un matériau essentiellement inorganique. Dans cet exemple, la couche 16 est transparente pour des rayonnements dont la longueur d'onde correspond à la lumière visible, de manière à permettre l'observation de l'effet dichroïque en réflexion optique. La couche 16 est ici une couche de dioxyde de titane nanocristallisée. Cette couche 16 présente ici une épaisseur supérieure ou égale à 50nm ou à 100nm. Cette épaisseur est, par exemple, inférieure ou égale à Ι ΟΟμιτι ou à 10μηη ou à 1 μηη et, de préférence, inférieure ou égale à 500nm. C'est une condition nécessaire pour obtenir des interférences en lumière blanche en réflexion spéculaire et ainsi un effet de lustre coloré. Cet effet de lustre coloré sera décrit plus en détail dans ce qui suit.  The layer 16 is formed of an essentially inorganic material. In this example, the layer 16 is transparent for radiation whose wavelength corresponds to visible light, so as to allow observation of the dichroic effect in optical reflection. The layer 16 is here a layer of nanocrystallized titanium dioxide. This layer 16 here has a thickness greater than or equal to 50 nm or 100 nm. This thickness is, for example, less than or equal to Ι ΟΟμιτι or 10μηη or 1 μηη and, preferably, less than or equal to 500nm. This is a necessary condition to obtain white light interference in specular reflection and thus a colored luster effect. This effect of colored luster will be described in more detail in the following.

[0029] Les nanoparticules 10 se situent au niveau de l'interface entre le support 14 et la couche 16. Par exemple, plus de 90 % des nanoparticules 10 sont situées dans les 50 % d'épaisseur de la couche 16 qui se trouvent au plus près de l'interface entre le support 14 et la couche 16. Les nanoparticules 10 peuvent être partiellement comprises dans le support 14.  The nanoparticles 10 are located at the interface between the support 14 and the layer 16. For example, more than 90% of the nanoparticles 10 are located in the 50% thickness of the layer 16 which are at closer to the interface between the support 14 and the layer 16. The nanoparticles 10 may be partially included in the support 14.

[0030] Avantageusement, pour que le motif 5 présente l'effet dichroïque visible en transmission optique, le support 14 est transparent, pour permettre la transmission de lumière au travers de l'objet 4. [0031] Avantageusement, le support 14 présente une rugosité de surface (« surface roughness » en langue anglaise) inférieure à la longueur d'onde de la lumière avec laquelle on souhaite observer un effet dichroïque. Ici, cette rugosité de surface est inférieure ou égale à 200nm et, de préférence, inférieure ou égale à 50nm ou à 20nm. Dans cette description, la rugosité d'une surface colorée est définie comme la rugosité RMS (« root mean square » en langue anglaise) de cette surface. Cette rugosité confère au support 14 la capacité de réfléchir un flux lumineux au moins dix fois plus important dans la direction spéculaire que dans la direction non spéculaire. Dans ce cas, la combinaison des propriétés optiques de la couche 16 et des particules 10, confère au motif 5 un effet dit de « lustre coloré » (encore appelé « éclat coloré »), c'est-à-dire que la lumière réfléchie par le motif 5, dans une direction de réflexion spéculaire, présente une couleur différente de la lumière réfléchie par ce motif 5 selon une direction non spéculaire. Advantageously, so that the pattern 5 has the dichroic effect visible in optical transmission, the support 14 is transparent, to allow the transmission of light through the object 4. Advantageously, the support 14 has a surface roughness ("roughness surface" in English) less than the wavelength of the light with which it is desired to observe a dichroic effect. Here, this surface roughness is less than or equal to 200 nm and, preferably, less than or equal to 50 nm or 20 nm. In this description, the roughness of a colored surface is defined as the roughness RMS ("root mean square" in English) of this surface. This roughness gives the support 14 the ability to reflect a luminous flux at least ten times greater in the specular direction than in the non-specular direction. In this case, the combination of the optical properties of the layer 16 and the particles 10, gives the pattern 5 an effect called "colored luster" (also called "colored luster"), that is to say that the reflected light by the pattern 5, in a specularly reflective direction, has a different color from the light reflected by this pattern 5 in a non-specular direction.

[0032] Les figures 5A, 5B et 5C illustrent un exemple de l'effet dichroïque du motif 5. Dans cet exemple, seul l'effet dichroïque en réflexion diffuse est considéré. Cet effet dichroïque se manifeste par une différence de couleur apparente du motif 5 lorsque ce motif 5 est éclairé par, successivement, des lumières présentant des polarisations optiques linéaires différentes et observé selon une même direction. Ici, la lumière éclairant le motif 5 est polychromatique et ses composantes spectrales sont comprises dans la gamme des longueurs d'onde correspondant à la lumière visible. Cette lumière est ici de la lumière blanche. Dans un premier cas (figure 5A), le motif 5 est éclairé par de la lumière blanche non polarisée. Le motif 5 présente alors, en réflexion diffuse, une première couleur 20. Dans un second cas (figure 5B), le motif 5 est éclairé par de la lumière blanche présentant une polarisation linéaire orientée suivant une première direction, par exemple parallèle aux lignes de nanoparticules, symbolisée par la flèche 22. Le motif 5 présente alors, en réflexion diffuse, une couleur 24, différente de la couleur 20. Dans un troisième cas (figure 5C), le motif 5 est éclairé par de la lumière blanche présentant une polarisation linéaire orientée suivant une seconde direction, par exemple perpendiculaire à la première direction, symbolisée par la flèche 26, orthogonale à la direction 24. Le motif 5 présente alors, en réflexion diffuse, une couleur 28 différente des couleurs 20 et 24.  FIGS. 5A, 5B and 5C illustrate an example of the dichroic effect of the pattern 5. In this example, only the dichroic effect in diffuse reflection is considered. This dichroic effect is manifested by an apparent color difference of the pattern 5 when this pattern 5 is illuminated by, successively, lights having different linear optical polarizations and observed in the same direction. Here, the light illuminating the pattern 5 is polychromatic and its spectral components are in the range of wavelengths corresponding to visible light. This light is here white light. In a first case (Figure 5A), the pattern 5 is illuminated with unpolarized white light. The pattern 5 then has, in diffuse reflection, a first color 20. In a second case (FIG. 5B), the pattern 5 is illuminated by white light having a linear polarization oriented in a first direction, for example parallel to the lines of nanoparticles, symbolized by the arrow 22. The pattern 5 then has, in diffuse reflection, a color 24, different from the color 20. In a third case (Figure 5C), the pattern 5 is illuminated by white light having a polarization linear direction oriented in a second direction, for example perpendicular to the first direction, symbolized by the arrow 26, orthogonal to the direction 24. The pattern 5 then has, in diffuse reflection, a color 28 different from the colors 20 and 24.

[0033] Un exemple d'un procédé pour inscrire le motif 5 sur l'objet 4 va maintenant être décrit, en référence à l'organigramme de la figure 6 et à l'aide des figures 1 à 4, 7 et 8. An example of a method for inscribing the pattern 5 on the object 4 will now be described, with reference to the flow chart of FIG. 6 and with the aid of FIGS. 1 to 4, 7 and 8.

[0034] Ce procédé comporte la structuration, par laser, de nanoparticules 10 pour former des lignes 6 et 8. This method involves structuring, by laser, nanoparticles 10 to form lines 6 and 8.

[0035] A cet effet, lors d'une étape 50, le support 14 est fourni, revêtu d'une couche 54 (figure 7) d'un matériau essentiellement inorganique apte à former la couche 16 après irradiation par un rayonnement laser. Le support 14 forme ici l'objet 4. [0036] La couche 54 est notamment apte à cristalliser localement, en réponse à un échauffement induit au moyen d'une irradiation par un rayonnement laser. Cette couche 54 est notamment apte à former la couche 16 après cristallisation. Dans cet exemple, la couche 54 est transparente pour des rayonnements dont la longueur d'onde correspond à la longueur d'onde du rayonnement laser utilisé pour l'irradiation qui sera décrite dans ce qui suit. Ici, la couche 54 est transparente pour la lumière visible. Cette couche présente ici une structure amorphe et comporte une pluralité de pores dont le diamètre est compris entre 1 nm et 100nm. Par exemple, la couche 54 est une couche mésoporeuse de dioxyde de titane (TiO2) à l'état amorphe. Cette couche 54 présente une épaisseur supérieure ou égale à 100nm. Cette couche 54 s'étend ici dans le plan horizontal. For this purpose, during a step 50, the support 14 is provided, coated with a layer 54 (Figure 7) of an essentially inorganic material capable of forming the layer 16 after irradiation with laser radiation. The support 14 here forms the object 4. The layer 54 is particularly capable of crystallizing locally, in response to induced heating by means of irradiation with laser radiation. This layer 54 is particularly capable of forming the layer 16 after crystallization. In this example, the layer 54 is transparent for radiation whose wavelength corresponds to the wavelength of the laser radiation used for the irradiation to be described in the following. Here, the layer 54 is transparent for visible light. This layer here has an amorphous structure and comprises a plurality of pores whose diameter is between 1 nm and 100 nm. For example, the layer 54 is a mesoporous layer of titanium dioxide (TiO 2 ) in the amorphous state. This layer 54 has a thickness greater than or equal to 100 nm. This layer 54 extends here in the horizontal plane.

[0037] L'étape 50 comporte une opération 56 de fourniture du support 14, puis une opération 58 de dépôt de la couche 54 sur le support 14.  Step 50 comprises an operation 56 for supplying the support 14, and then an operation 58 for depositing the layer 54 on the support 14.

[0038] Dans cet exemple, la couche 54 est élaborée par un procédé sol-gel . A cet effet, l'opération 58 comporte la préparation d'une solution de la manière suivante : -la fourniture d'une quantité molaire N0 (exprimée en mole) d'un précurseur de titane, par exemple du tétra-isopropoxide de titane (TTIP) ; In this example, the layer 54 is produced by a sol-gel process. For this purpose, operation 58 comprises the preparation of a solution as follows: the supply of a molar amount N 0 (expressed in moles) of a titanium precursor, for example titanium tetraisopropoxide; (TTIP);

-l'ajout, au précurseur de titane, de 0,5*N0 mole d'acétylacétone (AcAc) puis de 0,015*N0 mole d'acide chloridrique (HCI) ; -l'ajout, the titanium precursor, 0.5 * N 0 mol of acetylacetone (AcAc) and then 0.015 * N 0 mole of Hydrochloric acid (HCI);

-l'ajout d'une quantité de 0,025*N0 mole d'un copolymère tribloc, par exemple le copolymère tribloc commercialisé par la société BASF sous la référence « Pluronic P- 123 », préalablement dissoute dans 28,5*N0 mole d'éthanol ; -l'ajout an amount of 0.025 * N 0 mole of a triblock copolymer, for example the triblock copolymer marketed by BASF under the reference "Pluronic P 123", previously dissolved in 28.5 * N 0 mole ethanol;

-l'ajout de 29,97*N0 mol d'eau ultra-pure, le mélange de ces produits formant la solution. -l'ajout 29.97 * N 0 mol of ultrapure water, the mixture thereof forming the solution.

[0039] La quantité N0 est choisie en fonction du volume de la couche 54 devant revêtir le support 14. Par exemple, N0 est supérieure ou égale à 1 mol. The quantity N 0 is chosen as a function of the volume of the layer 54 to coat the support 14. For example, N 0 is greater than or equal to 1 mol.

[0040] La solution ainsi formée est ensuite déposée sur le support 14, au moyen d'un procédé dit de trempage-retrait (« dip coating » en langue anglaise), pour former des films dits « hybrides organiques-inorganiques ». Par « hybride organique- inorganique », on désigne un matériau composite qui comporte deux composants distincts qui sont de nature, respectivement, organique et inorganique. Le support 14 est ainsi immergé dans la solution, puis retiré avec une vitesse de tirage comprise entre 10mm. min"1 et 100mm. min"1, en présence d'un taux d'humidité ambiante compris entre 20% et 80% et, de préférence, compris entre 40% et 50%. Ces films hybrides sont ensuite chauffés, afin de calciner le copolymère présent dans ces films. Par exemple, ces films sont portés à une température de 340°C pendant une durée de 4h. A l'issue de l'opération 58, la couche 54 est formée sur le support 14. The solution thus formed is then deposited on the support 14, by means of a so-called dip coating process in order to form films called "organic-inorganic hybrids". By "organic-inorganic hybrid" is meant a composite material which has two distinct components which are of nature, respectively, organic and inorganic. The support 14 is thus immersed in the solution and then removed with a pulling speed of between 10 mm. min -1 and 100 mm -1 , in the presence of an ambient humidity of between 20% and 80% and preferably of between 40% and 50%. These hybrid films are then heated to calcine the copolymer present in these films. For example, these films are heated to a temperature of 340 ° C. for a duration of 4 hours. At the end of the operation 58, the layer 54 is formed on the support 14.

[0041] Puis, lors d'une étape 60 (figure 6), des précurseurs de nanoparticules 62 (figure 8) sont incorporés dans la couche 54. Ces précurseurs 62 sont aptes à former les nanoparticules 10 lorsque la couche 54 est irradiée par un rayonnement laser polarisé linéairement. Ces précurseurs 62 (et, le cas échéant, ces nanoparticules 10) confèrent notamment à la couche 54 la propriété de s'échauffer lorsqu'elle est irradiée, pendant une durée inférieure à 10 s, par un rayonnement laser polarisé linéairement, présentant une intensité supérieure ou égale à I kW.cnrr2. Ces nanoparticules ou précurseurs 62 sont ici répartis de manière homogène et aléatoire dans la couche 54. Then, during a step 60 (FIG. 6), precursors of nanoparticles 62 (FIG. 8) are incorporated in the layer 54. These precursors 62 are capable of forming the nanoparticles 10 when the layer 54 is irradiated by a laser radiation linearly polarized. These precursors 62 (and, where appropriate, these nanoparticles 10) in particular give the layer 54 the property of being heated when it is irradiated, for a period of less than 10 s, by a linearly polarized laser radiation having an intensity greater than or equal to I kW.cnrr 2 . These nanoparticles or precursors 62 are here distributed homogeneously and randomly in the layer 54.

[0042] Dans cet exemple, l'étape 60 est réalisée en incorporant les précurseurs 62 dans la couche 54 par imprégnation de la couche 54 avec une solution aqueuse comportant les précurseurs 62, de façon à ce que ces précurseurs 62 remplissent les pores de la couche 54.  In this example, step 60 is carried out by incorporating the precursors 62 in the layer 54 by impregnating the layer 54 with an aqueous solution comprising the precursors 62, so that these precursors 62 fill the pores of the layer 54.

[0043] Ici, les précurseurs 62 comportent des cations métalliques d'une même espèce chimique. Les nanoparticules 10 formées à partir de ces précurseurs 62 sont donc des nanoparticules métalliques. De préférence, ces cations métalliques sont choisis dans le groupe composé des cations des métaux nobles. Dans cet exemple, les précurseurs 62 comportent une solution aqueuse de nitrate d'argent. Les cations métalliques sont des ions argent Ag+ ou des complexes d'argent comme le composé chimique de formule [Ag(NH3)2]+NO3 " ; les nanoparticules 10 sont donc formées d'argent métallique. Here, the precursors 62 comprise metal cations of the same chemical species. The nanoparticles 10 formed from these precursors 62 are therefore metal nanoparticles. Preferably, these metal cations are selected from the group consisting of noble metal cations. In this example, the precursors 62 comprise an aqueous solution of silver nitrate. The metal cations are silver ions Ag + or silver complexes such as the chemical compound of formula [Ag (NH 3 ) 2] + NO 3 - , the nanoparticles 10 are therefore formed of metallic silver.

[0044] L'imprégnation de la couche 54 est ainsi réalisée de la manière suivante : -d'abord, en préparant une solution aqueuse, par mélange de sels de nitrate d'argent dans de l'éthanol dilué dans de l'eau avec une concentration supérieure ou égale à 0,5 mol.l"1 ou à 1 ,5 mol.l"1 ou à 3 mol.l"1, puis par ajout d'ammoniaque (NH4 + aq + HO" aq) dans cette solution, de telle sorte que la concentration molaire en ions argent dans la solution soit supérieure à 0,5 mol.l"1 ou à 1 mol.l"1 et, de préférence, à 1 ,5mol.l"1 ; -puis, en immergeant le support 14 revêtu de la couche 54 dans cette solution pendant une durée supérieure ou égale à 30 minutes. The impregnation of the layer 54 is thus carried out as follows: first, by preparing an aqueous solution, by mixing silver nitrate salts in ethanol diluted in water with a concentration greater than or equal to 0.5 mol.l "1 or 1, 5 mol.l " 1 or 3 mol.l "1 , then by adding ammonia (NH 4 + aq + HO " aq ) in this solution, so that the molar concentration of silver ions in the solution is greater than 0.5 mol.l -1 or 1 mol.l -1 and preferably 1.5 mol.l -1 ; then, immersing the support 14 coated with the layer 54 in this solution for a period greater than or equal to 30 minutes.

[0045] Dans cet exemple, la concentration atomique, dans la couche 54, des précurseurs 62 est suffisante pour que, à l'issue de l'irradiation, la distance W soit de l'ordre de grandeur du diamètre D de ces nanoparticules dans un plan parallèle aux lignes. Ici, la concentration atomique, dans la couche 54, de l'élément argent est supérieure à 0,01 fois ou à 0,1 fois la concentration atomique de l'élément titane dans la couche 54. Le rapport de ces concentrations atomiques peut être déterminé expérimentalement, par exemple au moyen de techniques d'analyse élémentaires, telles que la technique dite de « microsonde de Castaing » (« électron probe microanalysis » en langue anglaise).  In this example, the atomic concentration in the layer 54 of the precursors 62 is sufficient so that, at the end of the irradiation, the distance W is of the order of magnitude of the diameter D of these nanoparticles. a plane parallel to the lines. Here, the atomic concentration in the layer 54 of the silver element is greater than 0.01 times or 0.1 times the atomic concentration of the titanium element in the layer 54. The ratio of these atomic concentrations can be determined experimentally, for example by means of elementary analysis techniques, such as the so-called "microprobe probe" ("electron probe microanalysis" technique in English).

[0046] Ensuite, lors d'une étape 64, la couche 54 est irradiée par un rayonnement laser polarisé linéairement, pour obtenir les nanoparticules 10 disposées le long des lignes 6, 8. Ici, seule une portion de la couche 54, correspondant à l'emplacement du motif 5, est irradiée.  Then, during a step 64, the layer 54 is irradiated with a linearly polarized laser radiation, to obtain the nanoparticles 10 arranged along the lines 6, 8. Here, only a portion of the layer 54, corresponding to the location of the pattern 5, is irradiated.

[0047] A cet effet, cette étape 64 comporte ici : -une opération 66 de calibration de paramètres physiques du rayonnement laser et de l'irradiation, afin que le motif 5 présente une couleur spécifique, puis For this purpose, this step 64 comprises here: an operation 66 for calibrating the physical parameters of the laser radiation and the irradiation so that the pattern 5 has a specific color, and then

-une opération 68 d'application du rayonnement laser sur la couche 54. an operation 68 for applying the laser radiation to the layer 54.

[0048] Les paramètres physiques du rayonnement calibrés lors de l'opération 66 sont choisis dans le groupe composé de l'intensité, de la longueur d'onde, de l'angle d'incidence du rayonnement par rapport à la normale au support, et de la direction de la polarisation optique du rayonnement laser. Les paramètres de l'irradiation comportent notamment la durée d'irradiation de la couche 54 par le rayonnement laser. Une modification d'un ou plusieurs de ces paramètres entraîne une modification de la valeur L de l'espacement des lignes 6, 8, de D et de W. The physical parameters of the radiation calibrated during the operation 66 are chosen from the group consisting of the intensity, the wavelength, the angle of incidence of the radiation relative to the normal to the support, and the direction of the optical polarization of the laser radiation. The parameters of the irradiation include in particular the irradiation time of the layer 54 by the laser radiation. A modification of one or more of these parameters results in a change in the L value of the spacing of lines 6, 8, D and W.

[0049] Dans cet exemple, le rayonnement laser est généré, de manière continue, par une source laser argon-krypton. Ce rayonnement laser est réglé de façon à présenter :  In this example, the laser radiation is generated continuously by an argon-krypton laser source. This laser radiation is adjusted to present:

-une longueur d'onde ici comprise dans le domaine de la lumière visible et, de préférence, égale à 488nm,  a wavelength here comprised in the field of visible light and preferably equal to 488 nm,

-une intensité supérieure ou égale à I kW.cnrr2 ou à SkW.cnrr2 et, de préférence, supérieure ou égale à 10kW.cnrr2 ; an intensity greater than or equal to I kW.cnrr 2 or SkW.cnrr 2 and, preferably, greater than or equal to 10kW.cnrr 2 ;

-un angle d'incidence nul par rapport à une direction perpendiculaire à la surface de la couche 54 irradiée.  a zero angle of incidence relative to a direction perpendicular to the surface of the irradiated layer 54.

[0050] La durée d'irradiation est inférieure à 10s ou à 1 s ou à 10"1s et, de préférence, inférieure à 5*10"2 s. La durée d'irradiation est ici comprise entre 4,5*10"3s et 2*10"1s et, de préférence, entre 5*10"3s et 5*10"2 s. The irradiation time is less than 10s or 1 s or 10 "1 s and, preferably, less than 5 * 10 " 2 s. The irradiation time is here between 4.5 * 10 -3 s and 2 * 10 -1 sec, and preferably between 5 * 10 -3 s and 5 * 10 -2 sec.

[0051] Lors de l'opération 68, la couche 54 est irradiée par le rayonnement laser. Dans cet exemple, cette irradiation permet :  In the operation 68, the layer 54 is irradiated by the laser radiation. In this example, this irradiation allows:

-de transformer les précurseurs 62 en nanoparticules 10, et to convert the precursors 62 into nanoparticles 10, and

-de provoquer la formation des lignes 6, 8. to cause the formation of lines 6, 8.

[0052] La formation des nanoparticules 10 par transformation des précurseurs 62 en nanoparticules est ici obtenue par une réduction des précurseurs 62, déclenchée par l'irradiation. Ici, les cations Ag+ sont réduits en atomes d'argent Ag, formant les nanoparticules 10. The formation of the nanoparticles 10 by transformation of the precursors 62 into nanoparticles is here obtained by a reduction of the precursors 62, triggered by the irradiation. Here, the Ag + cations are reduced to Ag silver atoms, forming the nanoparticles 10.

[0053] D'autre part, l'irradiation conduit à l'absorption, par des précurseurs 62, d'une partie du rayonnement laser. Cette absorption conduit à un échauffement de la couche 54. Le déposant estime que c'est cet échauffement de la couche 54 qui, une fois dépassé un certain seuil, déclenche :  On the other hand, the irradiation leads to the absorption, by precursors 62, of a portion of the laser radiation. This absorption leads to a heating of the layer 54. The depositor estimates that it is this heating of the layer 54 which, once a certain threshold is exceeded, triggers:

-la cristallisation d'une partie de la couche 54 pour former la couche 16, et crystallizing part of the layer 54 to form the layer 16, and

-la croissance des nanoparticules 10 et un alignement spontané de ces nanoparticules 10.  the growth of the nanoparticles 10 and a spontaneous alignment of these nanoparticles 10.

[0054] Dans cet exemple, les précurseurs 62 comportent, en plus des cations métalliques, une pluralité de petites nanoparticules métalliques, formées spontanément à partir d'une partie de ces cations métalliques. Ces petites nanoparticules sont aptes à absorber une partie du rayonnement laser. Ces petites nanoparticules présentent un diamètre moyen inférieur ou égal à 5nm ou à 3nm. Ces petites nanoparticules sont formées dans un même matériau que les nanoparticules 10, mais sont distinctes de ces nanoparticules 10, notamment, du fait de leur diamètre moyen inférieur à celui des nanoparticules 10, mais aussi de leur agencement spatial homogène et désordonné dans la couche 54. Il n'y a, notamment, aucun effet dichroïque associé à la présence de ces petites nanoparticules. In this example, the precursors 62 comprise, in addition to metal cations, a plurality of small metallic nanoparticles, formed spontaneously from a portion of these metal cations. These small nanoparticles are able to absorb some of the laser radiation. These small nanoparticles have an average diameter of less than or equal to 5 nm or 3 nm. These small nanoparticles are formed in the same material as the nanoparticles 10, but are distinct from these nanoparticles 10, in particular, because of their smaller average diameter than that of the nanoparticles 10, but also of their homogeneous and disordered spatial arrangement in the layer 54. There is, in particular, no dichroic effect associated with the presence of these small nanoparticles.

[0055] Lors de l'irradiation, les nanoparticules 10 sont générées vers l'interface entre le support 14 et la couche 54 de sorte à former ces lignes 6 et 8. Ici, des amas de précurseurs 62 peuvent également, selon leurs conditions d'exposition au rayonnement laser, croître ou décroître en volume en réponse à l'irradiation. Toutefois, dans l'état actuel des connaissances du déposant, l'explication des mécanismes physiques qui provoquent l'alignement des nanoparticules n'est pas encore certaine. During irradiation, the nanoparticles 10 are generated towards the interface between the support 14 and the layer 54 so as to form these lines 6 and 8. Here, clusters of precursors 62 can also, according to their conditions of use. exposure to laser radiation, grow or decrease in volume in response to irradiation. However, in the current state of knowledge of the applicant, the explanation of the physical mechanisms that cause the alignment of the nanoparticles is not yet certain.

[0056] Il en résulte une organisation spontanée des nanoparticules 10 qui forment les lignes 6 et 8, au niveau de l'interface entre le support 14 et la couche 16. La direction dans laquelle se forment les lignes 6 et 8 correspond à la direction d'orientation de la polarisation du rayonnement laser.  This results in a spontaneous organization of the nanoparticles 10 which form the lines 6 and 8, at the interface between the support 14 and the layer 16. The direction in which lines 6 and 8 are formed corresponds to the direction orientation of the polarization of the laser radiation.

[0057] Avantageusement, le rayonnement laser est focalisé sur la couche 54 de manière à former un faisceau présentant un diamètre supérieur ou égal à 1 μιτι ou à 5μηη ou à 10μηη. Ici, le rayonnement laser est focalisé à l'aide d'un objectif possédant un grossissement x10. Advantageously, the laser radiation is focused on the layer 54 so as to form a beam having a diameter greater than or equal to 1 μιτι or 5μηη or 10μηη. Here, the laser radiation is focused using a lens with x10 magnification.

[0058] Dans cet exemple, le motif 5 présente une superficie supérieure à la superficie directement éclairée par le faisceau. Aussi, l'objet 4 doit être déplacé par rapport au faisceau pour éclairer successivement différentes portions de la couche 54, de façon à former l'intégralité du motif 5. Par exemple, l'objet 4 est déplacé par rapport au faisceau selon une direction de déplacement qui est perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau. Ce déplacement est ici réalisé horizontalement. Dans cet exemple, pour réduire la durée du procédé d'inscription, seule une partie de la couche 54 est irradiée pour y structurer les nanoparticules 10. Plus exactement, l'objet 4 est déplacé, de façon à former une pluralité de bandes distinctes, espacées les unes des autres et essentiellement parallèles entre elles. Dans chacune de ces bandes, les nanoparticules 10 forment, après irradiation, les lignes 6 et 8. Ces bandes sont ici réalisées dans des mêmes conditions expérimentales et, notamment, avec des paramètres physiques du rayonnement identiques. Chacune de ces bandes constitue ainsi un motif coloré présentant les mêmes propriétés que le motif 5. La réunion de ces bandes forme ainsi le motif 5. [0059] La distance d'espacement entre ces bandes est ici choisie pour que les bandes soient contiguës. La largeur des bandes peut être ajustée en modifiant la focalisation du laser. Cette largeur est choisie en fonction du pouvoir de résolution optique du récepteur optique auquel la visualisation du motif 5 est destinée, de façon à ce que les bandes ne soient pas perceptibles par ce récepteur optique. Par exemple, la distance peut être choisie pour que le motif 5 soit visible par un être humain emmétrope non muni d'instrument optique. Ici, la distance entre deux bandes consécutives est choisie inférieure ou égale à 50μηη ou à 25μηη et, de préférence, inférieure ou égale à 20μηη. Ici, les bandes sont espacées deux à deux par une même distance. In this example, the pattern 5 has an area greater than the area directly illuminated by the beam. Also, the object 4 must be moved relative to the beam to successively illuminate different portions of the layer 54, so as to form the entire pattern 5. For example, the object 4 is moved relative to the beam in one direction displacement that is perpendicular to the direction of propagation of the beam. This displacement is here realized horizontally. In this example, to reduce the duration of the inscription process, only a portion of the layer 54 is irradiated to structure the nanoparticles 10. More exactly, the object 4 is moved, so as to form a plurality of separate bands, spaced from each other and essentially parallel to each other. In each of these bands, the nanoparticles 10 form, after irradiation, the lines 6 and 8. These bands are here produced under the same experimental conditions and, in particular, with identical physical radiation parameters. Each of these strips thus constitutes a colored pattern having the same properties as the pattern 5. The joining of these bands thus forms the pattern 5. The spacing distance between these strips is chosen here so that the strips are contiguous. The width of the bands can be adjusted by changing the focus of the laser. This width is chosen according to the optical resolution power of the optical receiver to which the visualization of the pattern 5 is intended, so that the bands are not perceptible by this optical receiver. For example, the distance can be chosen so that the pattern 5 is visible to an emmetropic human without an optical instrument. Here, the distance between two consecutive bands is chosen less than or equal to 50μηη or 25μηη and, preferably, less than or equal to 20μηη. Here, the strips are spaced two by two by the same distance.

[0060] La vitesse de déplacement de l'objet 4 est déterminée par la durée d'irradiation choisie lors de l'opération 66. Ici, cette vitesse de déplacement est comprise entre δθμηη.ε"1 et δΟΟΟμηη.ε"1. The speed of displacement of the object 4 is determined by the irradiation time chosen during the operation 66. Here, this speed of displacement is between δθμηη.ε "1 and δΟΟΟμηη.ε " 1 .

[0061] Par exemple, les paramètres suivants sont choisis pour former le motif 5 : -vitesse de déplacement : Ι ΟΟΟμηη.ε"1, For example, the following parameters are chosen to form the pattern 5: displacement speed: Ι ΟΟΟμηη.ε "1 ,

-intensité : 196kW.cm"2, Intensity: 196kW.cm "2 ,

-largeur de la bande : 18μηη, -width of the band: 18μηη,

-espacement entre deux bandes consécutives : 18μηη.  -spacing between two consecutive bands: 18μηη.

[0062] Avantageusement, lors d'une étape 70, le motif 7 de l'ensemble 2 (figure 1 ) est inscrit sur l'objet 4. Cette étape 70 comporte des opérations 72 et 74, respectivement, identiques aux opérations 66 et 68, sauf que :  Advantageously, during a step 70, the pattern 7 of the set 2 (Figure 1) is written on the object 4. This step 70 includes operations 72 and 74, respectively, identical to operations 66 and 68 , except that :

-lors de l'opération 72, au moins un des paramètres du rayonnement laser ou de l'irradiation est modifié, de manière à ce que les paramètres du rayonnement et de l'irradiation utilisés lors de l'opération 74 soient différents de ceux utilisés lors de l'opération 68 pour former le motif 5 ;  during operation 72, at least one of the parameters of the laser radiation or of the irradiation is modified, so that the radiation and irradiation parameters used during the operation 74 are different from those used during operation 68 to form the pattern 5;

-lors de l'opération 74, le rayonnement laser irradie un emplacement de la couche 54 distinct de l'emplacement irradié lors de l'opération 68 pour former le motif 5.  during operation 74, the laser radiation irradiates a location of the layer 54 distinct from the irradiated location during the operation 68 to form the pattern 5.

[0063] La vitesse de déplacement de l'objet 4 par rapport au faisceau lors de l'étape The speed of movement of the object 4 with respect to the beam during the step

70 peut également être différente de la vitesse de déplacement lors de l'étape 60, tout en restant comprise entre δθμηη.ε"1 et δΟΟΟμηη.ε"1. Par exemple, les paramètres suivants sont choisis pour former le motif 7 : 70 can also be different from the movement speed during step 60, while remaining between δθμηη.ε "1 and δΟΟΟμηη.ε " 1 . For example, the following parameters are chosen to form pattern 7:

-vitesse de déplacement : 700μηη.5"1 , displacement speed: 700μηη.5 "1 ,

-intensité : 196kW.cm"2, Intensity: 196kW.cm "2 ,

-largeur de la bande : 18μηη,  -width of the band: 18μηη,

-espacement entre deux bandes consécutives : 18μηη. -spacing between two consecutive bands: 18μηη.

[0064] Ainsi, le motif 7 présente une couleur distincte du motif 5.  Thus, the pattern 7 has a distinct color of the pattern 5.

[0065] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles.  [0065] Many other embodiments are possible.

[0066] En variante, le motif 5 ne présente pas d'effet de lustre coloré. Dans ce cas, la rugosité du support 14 présente une valeur supérieure à la longueur d'onde à laquelle on souhaite observer un effet dichroïque. [0067] L'objet 4 ne présente pas forcément une forme plane. Par exemple, l'objet 4 présente une forme courbée. Alternatively, the pattern 5 has no effect of colored luster. In this case, the roughness of the support 14 has a value greater than the wavelength at which it is desired to observe a dichroic effect. The object 4 does not necessarily have a planar shape. For example, the object 4 has a curved shape.

[0068] Le motif 5 peut ne pas présenter d'effet dichroïque en transmission. Dans ce cas, au moins l'un ou l'autre du support 14 ou de la couche 16 n'est pas transparent. [0069] La droite 9 n'est pas forcément rectiligne. En variante, la droite 9 présente une courbure non nulle et ne possède aucun point d'inflexion. Dans ce cas, la ligne 6 présente une courbure.  The pattern 5 may not have a dichroic effect in transmission. In this case, at least one or the other of the support 14 or the layer 16 is not transparent. The line 9 is not necessarily rectilinear. Alternatively, the straight line 9 has a non-zero curvature and has no point of inflection. In this case, the line 6 has a curvature.

[0070] Pour simplifier, les nanoparticules 10 ont été décrites comme étant de forme sphérique. En réalité, ces nanoparticules 10 peuvent différer les unes des autres par leur forme et notamment peuvent présenter une forme autre que sphérique, telle qu'une forme d'ellipsoïde. Lorsque ces nanoparticules 10 ne sont pas sphériques, le diamètre d'une nanoparticule est remplacé, par exemple, par le diamètre de Féret ou le diamètre hydraulique de cette nanoparticule.  For simplicity, the nanoparticles 10 have been described as having a spherical shape. In reality, these nanoparticles 10 may differ from each other in their shape and in particular may have a shape other than spherical, such as an ellipsoid shape. When these nanoparticles 10 are not spherical, the diameter of a nanoparticle is replaced, for example, by the ferret diameter or the hydraulic diameter of this nanoparticle.

[0071] Les nanoparticules 10 peuvent être formées d'un alliage de différents métaux dans la même zone, par exemple d'or et d'argent.  The nanoparticles 10 may be formed of an alloy of different metals in the same zone, for example gold and silver.

[0072] Les nanoparticules 10 ne sont pas forcément réalisées dans un métal noble. Par exemple, les nanoparticules 10 sont formées à base de cobalt.  The nanoparticles 10 are not necessarily made of a noble metal. For example, the nanoparticles 10 are formed based on cobalt.

[0073] Le support 14 n'est pas forcément rigide et peut être formé d'un matériau souple. Ainsi, le support 14 peut être réalisé dans un autre matériau que le verre. Par exemple, le support 14 est une céramique ou un métal ou encore comporte un matériau organique, tel que du plastique. De préférence, le matériau formant le support 14 est choisi de sorte à ce que ses propriétés structurelles ne soient pas dégradées lors du chauffage destiné à calciner le copolymère. En effet, certains matériaux, comme les matériaux organiques, risquent d'être dégradés s'ils sont portés à une température de plusieurs centaines de degrés Celsius. Alternativement, le chauffage est remplacé par un recuit rapide réalisé au moyen d'un four à recuit rapide (« rapid thermal annealing » en langue anglaise) par exposition à un rayonnement infra-rouge pendant une durée inférieure à 10 secondes ou à 1 minute ou à 5 minutes. Dans ce cas, le matériau organique présent dans la couche est formé d'un matériau absorbant les rayonnements infra-rouges. Ainsi, la couche 54 peut être formée sans endommager les matériaux organiques du support 14. The support 14 is not necessarily rigid and may be formed of a flexible material. Thus, the support 14 may be made of a material other than glass. For example, the support 14 is a ceramic or a metal or also comprises an organic material, such as plastic. Preferably, the material forming the support 14 is chosen so that its structural properties are not degraded during heating for calcining the copolymer. Indeed, some materials, such as organic materials, may be degraded if they are brought to a temperature of several hundred degrees Celsius. Alternatively, the heating is replaced by a rapid annealing carried out by means of a rapid annealing oven ("rapid thermal annealing" in English) by exposure to infra-red radiation for a period of less than 10 seconds or 1 minute or at 5 minutes. In this case, the organic material present in the layer is formed of a material absorbing infra-red radiation. Thus, the layer 54 can be formed without damaging the organic materials of the support 14.

[0074] Le support 14 peut être formé de plusieurs couches. The support 14 may be formed of several layers.

[0075] En variante, la couche 54 est recouverte d'une couche de protection, de préférence transparente. La couche 16 peut également être recouverte d'une telle couche de protection.  Alternatively, the layer 54 is covered with a protective layer, preferably transparent. The layer 16 may also be covered with such a protective layer.

[0076] Le procédé de formation de la couche 54 de TiO2 peut être différent. Par exemple, la couche 54 est déposée par procédé jet d'encre ou par centrifugation. [0077] En variante, la couche 54 de TiO2 n'est pas poreuse. Le procédé d'élaboration de cette couche 54 est alors modifié pour permettre l'incorporation des précurseurs 62 lors de l'élaboration de cette couche 54. Par exemple, le support 14 est revêtu d'un matériau hybride comportant un précurseur de titane et un matériau organique apte à s'auto-organiser. Les précurseurs 62 sont ainsi incorporés directement dans ce matériau hybride. Dans ce cas, l'opération 58 et l'étape 60 sont réalisées simultanément. Par exemple, ce matériau hybride est réalisé suivant un procédé identique au procédé décrit en référence à l'opération 58, sauf que : The process of forming the layer 54 of TiO 2 may be different. For example, the layer 54 is deposited by inkjet process or by centrifugation. Alternatively, the layer 54 of TiO 2 is not porous. The method of producing this layer 54 is then modified to allow the incorporation of the precursors 62 during the preparation of this layer 54. For example, the support 14 is coated with a hybrid material comprising a titanium precursor and an organic material capable of self-organization. The precursors 62 are thus incorporated directly into this hybrid material. In this case, operation 58 and step 60 are performed simultaneously. For example, this hybrid material is produced according to a method identical to the method described with reference to operation 58, except that:

- une quantité molaire 0,2 N0 de nitrate d'argent AgNO3 est incorporé dans la solution après 4h d'agitation de la solution, a molar amount of 0.2 N 0 of silver nitrate AgNO 3 is incorporated into the solution after 4 hours of stirring of the solution,

-la calcination de la couche déposée est omise.  the calcination of the deposited layer is omitted.

[0078] La couche 54 peut être réalisée dans un matériau différent du TiO2. Par exemple, la couche 54 est réalisée en oxyde de zinc ZnO. The layer 54 may be made of a material different from TiO 2 . For example, the layer 54 is made of zinc oxide ZnO.

[0079] La couche 54 n'est pas forcément amorphe, mais peut être réalisée dans un matériau présentant déjà, au moins dans une partie de son volume, des propriétés cristallines, par exemple une couche contenant des nanoparticules de TiO2 cristallisée dans la phase anatase. The layer 54 is not necessarily amorphous, but may be made of a material already having, at least in part of its volume, crystalline properties, for example a layer containing nanoparticles of crystallized TiO 2 in the phase. anatase.

[0080] La solution de nitrate d'argent utilisée pour le remplissage des pores de la couche 54 peut présenter une composition différente. Par exemple, le nitrate d'argent peut être dissout dans de l'eau (et non dans un mélange eau-éthanol) avec ou sans ajout d'ammoniaque. La concentration d'argent dans la solution peut varier. The silver nitrate solution used for filling the pores of the layer 54 may have a different composition. For example, the silver nitrate can be dissolved in water (and not in a water-ethanol mixture) with or without the addition of ammonia. The concentration of silver in the solution can vary.

[0081] En variante, des nanoparticules métalliques, dites nanoparticules intermédiaires, sont formées dans la couche 54, à partir des cations métalliques, avant génération des nanoparticules 10. Ces nanoparticules intermédiaires sont distinctes des nanoparticules 10, pour les mêmes raisons que ce qui a été précédemment décrit en référence aux petites nanoparticules. Ces nanoparticules intermédiaires présentent un diamètre moyen inférieur à 20nm ou à 15nm et sont distribuées spatialement de manière désordonnée et homogène dans la couche 14. La formation de ces nanoparticules intermédiaires peut être déclenchée au moyen d'une illumination par un rayonnement UV d'intensité inférieure à I kW.cnrr2, ou au moyen d'un traitement thermique dont la température se situe par exemple entre 100°C et 300°C, ou encore d'une réduction chimique, avec par exemple un agent réducteur tel que le tetrahydruroborate de sodium NaBH4. Lors de l'étape 64, les nanoparticules 10 sont alors formées à partir de ces nanoparticules intermédiaires. In a variant, metallic nanoparticles, called intermediate nanoparticles, are formed in the layer 54, from the metal cations, before generation of the nanoparticles 10. These intermediate nanoparticles are distinct from the nanoparticles 10, for the same reasons as that which has previously described with reference to small nanoparticles. These intermediate nanoparticles have a mean diameter of less than 20 nm or 15 nm and are spatially distributed in a disordered and homogeneous manner in the layer 14. The formation of these intermediate nanoparticles can be triggered by means of illumination by UV radiation of lower intensity to 1 kW.cnrr 2 , or by means of a heat treatment whose temperature is for example between 100 ° C and 300 ° C, or of a chemical reduction, with for example a reducing agent such as tetrahydruroborate of sodium NaBH 4 . In step 64, the nanoparticles 10 are then formed from these intermediate nanoparticles.

[0082] Lors des étapes 64 et/ou 70, les paramètres physiques du rayonnement laser peuvent être plus finement réglés, afin de contrôler plus précisément la phase cristalline obtenue pour la couche 16. En effet, le TiO2 peut cristalliser dans plusieurs phases distinctes, dites rutile, brookite et anatase. Chacune de ces phases présente des propriétés optiques distinctes (comme l'indice de réfraction ou la distance optique) qui peuvent modifier la couleur du motif 5. In steps 64 and / or 70, the physical parameters of the laser radiation can be more finely tuned, in order to more precisely control the crystalline phase obtained for the layer 16. In fact, the TiO 2 can crystallize in several distinct phases. , say rutile, brookite and anatase. Each of these phases has distinct optical properties (such as refractive index or optical distance) that can change the color of the pattern 5.

[0083] Le procédé de structuration des nanoparticules 10 peut être mis en œuvre indépendamment du procédé d'inscription du motif 5. Par exemple, ce procédé peut être utilisé pour disposer des nanoparticules arrangées spatialement sous forme de lignes 6, 8 mais sans que l'on cherche à obtenir d'effet dichroïque ou même d'inscription d'un motif coloré. Dans ce cas, les nanoparticules 10 ne sont alors pas forcément métalliques. La longueur d'onde du rayonnement laser irradiant la couche 54 est alors choisie en fonction du spectre d'absorption optique du matériau formant les précurseurs 62 de ces nanoparticules 10, de manière à ce que ces précurseurs 62 soient aptes à engendrer réchauffement de la couche 54 lors de l'irradiation par ce rayonnement laser. Toujours dans ce cas, l'opération 66 peut être omise. Enfin, la couche 16 peut ne pas être transparente. The process for structuring the nanoparticles 10 may be implemented independently of the method of inscription of the pattern 5. For example, this method may be used to have the nanoparticles arranged spatially in the form of lines 6, 8 but without any attempt to obtain a dichroic effect or even the inscription of a colored motif. In this case, the nanoparticles 10 are then not necessarily metallic. The wavelength of the laser radiation irradiating the layer 54 is then chosen as a function of the optical absorption spectrum of the material forming the precursors 62 of these nanoparticles 10, so that these precursors 62 are capable of generating heating of the layer 54 during irradiation with this laser radiation. Still in this case, operation 66 can be omitted. Finally, the layer 16 may not be transparent.

[0084] La longueur d'onde du rayonnement laser peut être choisie hors de la gamme de la lumière visible. Par exemple, la longueur d'onde est choisie dans le domaine de l'ultra-violet. Dans ce cas, les propriétés optiques de la couche 54 (notamment la gamme de longueurs d'onde pour laquelle elle présente une transparence) peuvent être différentes.  The wavelength of the laser radiation may be chosen outside the range of visible light. For example, the wavelength is chosen in the field of ultraviolet. In this case, the optical properties of the layer 54 (in particular the range of wavelengths for which it has transparency) may be different.

[0085] En variante, les nanoparticules 10 peuvent être alignées sur toute la superficie de la couche 54. Le motif 5 peut donc occuper toute la superficie de l'objet 4.  Alternatively, the nanoparticles 10 can be aligned over the entire surface of the layer 54. The pattern 5 can occupy the entire surface of the object 4.

[0086] Le motif 5 n'est pas forcément visible à l'œil nu et peut donc présenter une superficie plus petite que celle décrite. Par exemple, le motif 5 présente une superficie inférieure à Ι ΟΟμιτι2. The pattern 5 is not necessarily visible to the naked eye and may therefore have a smaller area than that described. For example, the pattern 5 has an area less than Ι ΟΟμιτι 2 .

[0087] En variante, le rayonnement laser n'est pas appliqué continûment mais comporte une succession d'impulsions. Le laser est par exemple un laser femtoseconde. Alternatively, the laser radiation is not applied continuously but has a succession of pulses. The laser is for example a femtosecond laser.

[0088] Le diamètre du faisceau laser focalisé peut être différent.  The diameter of the focused laser beam may be different.

[0089] L'étape 70 peut être omise. Dans ce cas, seul un unique motif 5 est inscrit sur l'objet 4. Step 70 may be omitted. In this case, only a single pattern 5 is written on the object 4.

[0090] L'étape 70 peut être appliquée de manière répétée afin de former plusieurs motifs. Par exemple, pour former les différents motifs de l'ensemble 2 autres que les motifs 5 et 7, l'étape 70 est appliquée de manière répétée, en modifiant, à chaque fois, un paramètre physique du rayonnement laser ou de l'irradiation. La vitesse de déplacement de l'objet 4 par rapport au faisceau peut également être modifiée. Par exemple, les combinaisons de paramètres décrites dans le tableau ci-après peuvent être utilisées pour former ces motifs : vitesse intensité largeur bande espacementStep 70 may be applied repeatedly to form a plurality of patterns. For example, to form the different patterns of the set 2 other than the patterns 5 and 7, the step 70 is applied repeatedly, changing, each time, a physical parameter of the laser radiation or irradiation. The speed of movement of the object 4 with respect to the beam can also be modified. For example, the combinations of parameters described in the table below can be used to form these patterns: speed intensity width band spacing

1000 95 20 20 1000 95 20 20

600 95 20 20  600 95 20 20

100 191 20 20  100 191 20 20

200 95 20 20  200 95 20 20

900 157 18 18  900 157 18 18

1000 157 18 18  1000 157 18 18

2000 157 18 18  2000 157 18 18

3000 118 18 18  3000 118 18 18

3000 157 18 18  3000 157 18 18

4000 157 18 18  4000 157 18 18

[0091] où :  Where:

-« vitesse » désigne la vitesse de déplacement de l'objet 4 par rapport au faisceau, exprimée en pm.s"1 ; "Speed" refers to the speed of movement of the object 4 relative to the beam, expressed in μm.s -1 ;

- « intensité » désigne l'intensité du rayonnement laser sur l'objet 4, exprimée en kW.crrr2 ; "Intensity" refers to the intensity of the laser radiation on the object 4, expressed in kW.crrr 2 ;

- « largeur bande » désigne la largeur d'une bande tracée à l'aide du faisceau laser, exprimée en μιτι ;  - "bandwidth" means the width of a band drawn with the aid of the laser beam, expressed in μιτι;

- « espacement » désigne la distance séparant deux bandes immédiatement voisines l'une de l'autre, exprimée en μιτι.  - "spacing" means the distance separating two bands immediately adjacent to each other, expressed in μιτι.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Procédé de structuration par laser d'un réseau de nanoparticules, caractérisé en ce qu'il comporte : 1. Method of laser structuring of a network of nanoparticles, characterized in that it comprises: a] la fourniture (50) d'un support revêtu d'une couche formée d'un matériau essentiellement inorganique, a] the supply (50) of a support coated with a layer formed of an essentially inorganic material, b] l'incorporation (60), dans la couche, de précurseurs de nanoparticules, ces précurseurs de nanoparticules étant répartis de manière homogène et désorganisée dans la couche et conférant au matériau de la couche la propriété de s'échauffer lorsque cette couche est irradiée, pendant une durée inférieure à 10 s, par un rayonnement laser polarisé linéairement, présentant une intensité supérieure ou égale à 1 kW.crn"2, b] the incorporation (60), in the layer, of nanoparticle precursors, these nanoparticle precursors being distributed homogeneously and disorganized in the layer and conferring on the layer material the property of being heated when this layer is irradiated; for a period of less than 10 s by linearly polarized laser radiation having an intensity of 1 kW.crn "2 or more , c] l'irradiation (64) de la couche, par le rayonnement laser défini à l'étape b], de manière à : c) the irradiation (64) of the layer, by the laser radiation defined in step b], so as to: · transformer les précurseurs de nanoparticules en nanoparticules, et faire croître la taille de ces nanoparticules, et  · Transform the precursors of nanoparticles into nanoparticles, and increase the size of these nanoparticles, and • aligner les nanoparticules le long de lignes parallèles entre elles, dont la périodicité de l'espacement est notamment fonction de la longueur d'onde du rayonnement laser et dont l'orientation est fonction de l'orientation de la polarisation du rayonnement laser ;  Align the nanoparticles along lines parallel to each other, the periodicity of the spacing is in particular a function of the wavelength of the laser radiation and whose orientation is a function of the orientation of the polarization of the laser radiation; le support étant déplacé par rapport au rayonnement laser, lors de l'étape c], avec une vitesse de déplacement comprise entre 50pm.s"1 et 5000pm.s 1. the support being displaced relative to the laser radiation, during step c], with a displacement speed of between 50 pm.s -1 and 5000 pm.s 1 . 2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel : The method of claim 1, wherein: - l'étape b] comporte l'incorporation (60), dans la couche, de précurseurs (62) de nanoparticules métalliques, de manière à obtenir, à l'issue de l'étape c], un réseau de nanoparticules présentant un effet dichroïque ; step b] comprises the incorporation (60), in the layer, of precursors (62) of metal nanoparticles, so as to obtain, after step c], a nanoparticle network having an effect dichroic; -l'étape a] comporte la fourniture du support ou de la couche formée dans un matériau transparent dans la gamme de longueurs d'ondes pour laquelle on souhaite observer l'effet dichroïque.  step a] comprises providing the support or the layer formed in a transparent material in the wavelength range for which it is desired to observe the dichroic effect. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape b] comporte l'incorporation (60), dans la couche, de précurseurs (62) de nanoparticules métalliques, comportant des cations métalliques choisis dans le groupe composé des cations des métaux nobles. 3. The method of claim 2, wherein step b] comprises the incorporation (60), in the layer, of precursors (62) of metal nanoparticles, comprising metal cations chosen from the group consisting of noble metal cations. . 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel : -l'étape a] comporte la fourniture d'un support dont la rugosité de la face revêtue par la couche est inférieure ou égale à X nm RMS, où X est égal à la longueur d'onde pour laquelle on souhaite observer un effet dichroïque, de manière à obtenir un effet dichroïque en réflexion spéculaire ; 4. The method of claim 2 or 3, wherein: step a] comprises the provision of a support whose roughness of the face coated by the layer is less than or equal to X nm RMS, where X is equal to the wavelength for which it is desired to observe a dichroic effect , so as to obtain a dichroic effect in specular reflection; -à l'issue de l'étape c], les nanoparticules sont alignées au niveau de l'interface entre le support et la couche irradiée. at the end of step c], the nanoparticles are aligned at the interface between the support and the irradiated layer. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : -l'étape a] comporte la fourniture d'un support revêtu d'une couche de matériau essentiellement inorganique, cette couche étant en outre poreuse ; 5. Method according to any one of the preceding claims, wherein: step a] comprises the provision of a support coated with a layer of substantially inorganic material, this layer being furthermore porous; -l'étape b] comporte le remplissage des pores de la couche du matériau essentiellement inorganique par les précurseurs de nanoparticules.  step b] comprises filling the pores of the layer of the essentially inorganic material with the precursors of nanoparticles. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche est amorphe et est apte à cristalliser localement en réponse à réchauffement de la couche, lors de l'étape c]. 6. Method according to any one of the preceding claims, wherein the layer is amorphous and is able to crystallize locally in response to the heating of the layer, in step c]. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape a] comporte la fourniture d'un support revêtu d'une couche (54) de dioxyde de titane mésoporeux. The method of any one of the preceding claims, wherein step a] comprises providing a support coated with a layer (54) of mesoporous titanium dioxide. 8. Procédé d'inscription permanente, sur un support, d'un premier et d'un second motifs présentant des effets dichroïques différents, au moyen d'un procédé de structuration par laser d'un réseau de nanoparticules, caractérisé en ce que ce procédé comporte : 8. A method of permanent inscription, on a support, of a first and a second pattern having different dichroic effects, by means of a laser structuring method of a network of nanoparticles, characterized in that method comprises: a] la fourniture (50) d'une couche formée d'un matériau essentiellement inorganique sur le support, a] providing (50) a layer of substantially inorganic material on the support, b] l'incorporation (60), dans la couche, de précurseurs de nanoparticules métalliques, ces précurseurs de nanoparticules métalliques étant répartis de manière homogène et désorganisée dans la couche et conférant au matériau de la couche la propriété de s'échauffer lorsque cette couche est irradiée, pendant une durée inférieure à 10s, par un premier et, en alternance, un second rayonnement laser polarisé linéairement, présentant une intensité supérieure ou égale à 1 kW.cnrr2, b] the incorporation (60) into the layer of precursors of metal nanoparticles, these precursors of metallic nanoparticles being homogeneously distributed and disorganized in the layer and conferring on the layer material the property of heating up when this layer is irradiated, for a period of less than 10 s, by a first and, alternately, a second linearly polarized laser radiation having an intensity greater than or equal to 1 kW.cnrr 2 , c] l'irradiation (64) de la couche, à l'emplacement du premier motif, par le premier rayonnement laser défini à l'étape b], de manière à : c] irradiating (64) the layer, at the location of the first pattern, with the first laser radiation defined in step b], so as to: • transformer, à l'emplacement du premier motif, ces précurseurs de nanoparticules métalliques en nanoparticules métalliques et faire croître la taille de ces nanoparticules métalliques, et • aligner, uniquement à l'emplacement du premier motif, les nanoparticules métalliques le long de lignes parallèles entre elles ; Transforming, at the location of the first pattern, these precursors of metallic nanoparticles into metal nanoparticles and increasing the size of these metal nanoparticles, and • Align, only at the location of the first pattern, the metallic nanoparticles along lines parallel to each other; d] l'irradiation (70) de la couche, à l'emplacement du second motif, par le second rayonnement laser défini à l'étape b], de manière à : d] irradiating (70) the layer, at the location of the second pattern, with the second laser radiation defined in step b], so as to: · transformer, à l'emplacement du second motif, ces précurseurs de nanoparticules métalliques en nanoparticules métalliques et faire croître la taille de ces nanoparticules métalliques, et  Transforming, at the location of the second motif, these precursors of metallic nanoparticles into metal nanoparticles and increasing the size of these metal nanoparticles, and • aligner, uniquement à l'emplacement du second motif, les nanoparticules métalliques le long de lignes parallèles entre elles ;  Aligning, only at the location of the second pattern, the metal nanoparticles along lines parallel to each other; -le support étant déplacé par rapport au rayonnement laser, lors des étapes c] et d], avec une vitesse de déplacement comprise entre 50pm.s"1 et 5000 m.s"1 ; the support being displaced with respect to the laser radiation, during steps c 1 and d 1, with a displacement speed of between 50 μm -1 and 5000 ms -1 ; -les étapes c] et d] différant l'une de l'autre également par la durée d'irradiation ou par un paramètre physique des, respectivement, premier ou second rayonnements laser, ce paramètre physique étant choisi dans le groupe composé de l'intensité, de la longueur d'onde, de l'angle d'incidence du rayonnement par rapport à la normale au support, et de la direction de la polarisation optique, de sorte que à l'issue des étapes, respectivement, c] et d], les premier et second motifs présentent des spectres de réflexion, de transmission ou de diffusion optique distincts. the steps c] and d] differing from each other also by the duration of irradiation or by a physical parameter of, respectively, first or second laser radiation, this physical parameter being chosen from the group consisting of intensity, the wavelength, the angle of incidence of the radiation relative to the normal to the support, and the direction of the optical polarization, so that at the end of the steps, respectively, c] and d], the first and second patterns have distinct reflection, transmission or optical scattering spectra. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les étapes c] et d] diffèrent en outre l'une de l'autre par la vitesse de déplacement du support par rapport au rayonnement laser. 9. The method of claim 8, wherein steps c] and d] further differ from each other by the speed of movement of the carrier relative to the laser radiation.
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