Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les performances des capteurs, biocapteurs et membranes ainsi que leurs sélectivités dépendent de la structuration, de la morphologie et de la nature des matériaux utilisés. La technique de dépôt par couche atomique ou ALD apparaît comme une technique de choix de par sa simplicité et l’homogénéité des dépôts, ainsi que du contrôle de l’épaisseur au niveau atomique. Cet article présente l’utilisation de l’ALD pour la fabrication de capteurs, biocapteurs et membranes avec les réalisations possibles en termes de détection et de séparation. L’avantage de cette technique par rapport à des approches plus conventionnelles est mis en évidence par quelques exemples choisis dans la littérature.
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The performance of sensors, biosensors and membranes, and their selectivity are dependent on the structuring, morphology and type of the material used. Atomic layer deposition (ALD) is a useful synthesis technique owing to its simplicity, reproducibility, the atomic scale precision of the deposited thickness, and high homogeneity of the obtained films. This article deals with the use of ALD for fabricating sensors, biosensors and membranes, and describes some achievements in sensing and separation. The advantages of the technique over common ones are highlighted by some examples taken from the literature.
Auteur(s)
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Catherine MARICHY : Chargée de recherche au CNRS - Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces, UMR 5615, université Claude Bernard Lyon 1 et CNRS n° 5615, Villeurbanne, France.
-
Mikhael BECHELANY : Chargé de recherche au CNRS - Institut européen des membranes, UMR5635 ENSCM-UM-CNRS-UM2-ENSCM, Montpellier, France.
INTRODUCTION
De nombreuses applications industrielles, médicales et domestiques nécessitent la détection d’espèces chimiques ou biologiques. Des (bio)capteurs avec des performances élevées, telles que des limites de détection de plus en plus faibles et des sélectivités de plus en plus grandes, sont recherchés du fait notamment de demandes environnementales ou de sécurité de plus en plus strictes. Les dispositifs portables et/ou embarqués sont très recherchés car ils permettent le suivi et le contrôle en temps réel de procédés et de procédures médicales. L’utilisation de membranes pour la séparation et la filtration est très importante dans le domaine de l’environnement et de la santé.
Les propriétés de surface, la morphologie et la nature des matériaux actifs des capteurs et des membranes jouent un rôle primordial dans la qualité de la détection ou de la séparation. Une voie d’élaboration permettant un contrôle précis de la forme, de la structuration et de la composition est alors requise. La technique de dépôt par couche atomique (atomic layer de position ou ALD) est particulièrement attractive. Cet article présente -différentes façons d’utiliser l’ALD pour élaborer des capteurs et des membranes.
Domaine : Technique d’élaboration de films minces/revêtement
Degré de diffusion de la technologie : Croissance
Technologies impliquées : Atomic layer deposition (ALD)
Domaines d’application : Énergie, environnement, biomédical
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
sensor | Biosensor | atomic layer deposition | membrane
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ALD et capteurs5. Glossaire
Barrière Schottky ; Schottky barrier
Barrière d’énergie de potentiel formée à l’interface entre un métal et un semi-conducteur.
Capteur résistif ; resistive sensor
Capteur dont la réponse est une variation de la résistance de la couche sensible en présence de la molécule ciblée.
Coalescer ; To coalesce
Qui subit une coalescence : phénomène de réunification de deux substances identiques dispersées.
Effet tunnel ; tunnelling
Effet quantique permettant à une particule (comme un électron) de franchir une barrière de potentiel même si son énergie est inférieure à l’énergie minimale requise pour le franchissement de ladite barrière.
Électrofilage ; electrospinning
Technique d’élaboration de fibres, pouvant être de dimensions nanométriques, basée sur l’utilisation d’un champ électrique pour étirer un jet, soit de polymères fondus, soit d’une solution de polymères.
Épitaxial ; epitaxial
Qui relève de l’épitaxie : phénomène d’orientation mutuelle de cristaux de substances différentes.
Grille ; gate
Terminal qui module la conductivité du canal dans un transistor.
Hétérostructure ; heterostructure
Structure composée d’au moins deux matériaux.
Hystérèse ; hysteresis
Propriété présentée par un système dont les propriétés à un instant donné dépendent de toute évolution antérieure et pas seulement des paramètres décrivant le système à cet instant.
Longueur de Debye ; Debye length
Distance sur laquelle s’effectue la neutralisation d’une charge d’espace, transition entre une zone de charge d’espace et une zone neutre.
Site de germination ; nucleation site
Site fonctionnel de surface permettant l’accroche des précurseurs et donc l’initiation de la croissance.
Synergie ; synergy
Phénomène coopératif où l’effet cumulatif de deux composants d’un mélange est plus important que la somme des effets individuels des composants.
Template
Objet physique dont la forme sert de moule (ou gabarit) pour la...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MARICHY (C.), BECHELANY (M.), PINNA (N.) - Advanced Materials. - 24, (8), 1017-32 (2012).
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(2) - MARICHY (C.), PINNA (N.) - Advanced Materials & Interfaces. - -admi20160035 (201600335).
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(3) - ROSENTAL (A.), TARRE (A.), GERST (A.), SUNDQVIST (J.), HÅRSTA (A.), AIDLA (A.), AARIK (J.), SAMMELSELG (V.), UUSTARE (T.) - Sensors and Actuators B : Chemical. - 93, (1-3), 552-555 (2003).
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(4) - CHOI (G.), SATYANARAYANA (L.), PARK (J.) - Applied Surface Science. - 252, (22), 7878-7883 (2006).
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(5) - NISKANEN (A. J.), VARPULA (A.), UTRIAINEN (M.), NATARAJAN (G.), CAMERON (D. C.), NOVIKOV (S.), AIRAKSINEN (V.-M.), SINKKONEN (J.), FRANSSILA (S.) - Sensors and Actuators B : Chemical. - 148, (1), 227-232 (2010).
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(6) - DU (X.), GEORGE (S. M.) - Sensors...
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