Dimanche 15 Décembre 2019                           

EQUIPE IMF

Ingénierie des matériaux fonctionnels

Transducteurs électrochimiques à base de carbone nanostructuré sur support de Silicium

 

Descriptif général:

Cette activité de recherche est réalisée dans le cadre du projet BioCap loire (Réseau Matériaux pour la Biologie  : RMB - Région Pays de Loire) et implique l'Institut des Matériaux Jean-Rouxel – UMR CNRS de Nantes, le laboratoire Polymères Colloïdes Interfaces UMR-CNRS (Le Mans –Université du Maine) et le laboratoire CEISAM UMR CNRS de Nantes. Ce projet est principalement focalisé sur le développement et la caractérisation électrochimique de transducteurs ampérométriques miniaturisés utilisant du carbone nanostructuré fonctionnalisé comme matériau d'électrode. Le carbone a été choisi en raison de sa bonne conductance électrique et sa bonne stabilité chimique. Il possède également une large fenêtre de polarisabilité. D'autre part, la mise en adéquation des tailles caractéristiques des éléments biologiques à détecter avec celles du carbone nanostructuré nous permet d'envisager un accroissement de la sensibilité de détection des dispositifs d'analyse.

 

Figure 1 : Principales étapes de préparation d'une électrode de Si modifié par du carbone nanostructuré

 

Les électrodes se présentent sous forme de couches minces synthétisées par des procédés physiques et chimiques de plasmas froids (Fig.1). Le principal avantage de ces procédés est l'obtention d'une large variété de carbone allant du carbone amorphe à nanostructure contrôlée jusqu'aux nanotubes de carbone (NTC). Les substrats choisis comme support de synthèse sont des substrats de silicium. Ces substrats combinés à l'emploi de procédés plasmas sont compatibles avec des procédés microtechnologiques et dérivant de la microélectronique. Notre principal objectif est de démontrer la mise en œuvre effective de micro-dispositifs de détection miniaturisés présentant des performances élevées en terme de sensibilité. A moyen terme, l'intégration de matériaux d'électrodes sur substrat de silicium pourrait déboucher sur la conception de micro-dispositifs d'analyse avec une intégration complète de l'électronique de commande sur une puce de silicium.

 

Personnes impliquées: M. Boujtita, C.Thobie-Gautier, C. Delacôte, N. Szuwarski, F.Lantier

Financement projet: Région pays de Loire (Contrat plan Etat-Région Biocap Loire – RMB), CNRS, Université

Réseau de Collaboration :

     

LPCI, Université du Maine, CNRS, France (Dr F. Poncin-Epaillard)

IMN – Plasmas et Couches Minces, Nantes (Dr P-Y Tessier)

 

   Publications :

- Tessier, P.Y., Issaoui, R., Luais, E., Boujtita, M., Granier, A., Angleraud, B. Ionized Physical Vapour Deposition combined with PECVD, for synthesis of carbon-metal nanocomposite thin films (2009) Solid State Sciences, 11 (10), pp. 1824-1827.  

- Luais, E., Boujtita, M., Gohier, A., Tailleur, A., Casimirius, S., Djouadi, M.A., Granier, A., Tessier, P.Y. Carbon nanowalls as material for electrochemical transducers (2009) Applied Physics Letters, 95 (1), art. no. 014104, .  

- Luais, E., Boujtita, M., Gohier, A., Tailleur, A., Casimirius, S., Djouadi, M.A., Granier, A., Tessier, P.Y.Integration of a carbon nanotube based electrode in silicon microtechnology to fabricate electrochemical transducers(2008) Nanotechnology, 19 (43), art. no. 435502, .  

- Ghamouss, F., Tessier, P.-Y., Djouadi, A., Besland, M.-P., Boujtita, M. Screen-printed carbon electrode modified on its surface with amorphous carbon nitride thin film: Electrochemical and morphological study (2007) Electrochimica Acta, 52 (15), pp. 5053-5061.