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RÉSUMÉ
Les nanotechnologies englobent les domaines, de la physique quantique très fondamentale à l’électronique très appliquée, en passant notamment par la biologie. Cet article propose une présentation de l’élaboration des nanostructures de molécules organiques auto-assemblées. L’élaboration des nanocapteurs est expliquée au travers de la théorie et d’un exemple (greffage de monocouches fonctionnalisée). La caractérisation des propritétés structurales des échantillons est présentée par le biais de plusieurs techniques : mesure d’angle de contact par goniométrie, mesure d’épaisseur par ellipsométrie, étude de la surface par AFM, etc.
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INTRODUCTION
Ce dossier présente l'élaboration de nanostructures formées de molécules organiques auto-assemblées sur substrat solide et leurs caractérisations par différentes techniques en vue de réaliser un nanocapteur organique adaptable et sensible à différents gaz.
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3. Caractérisation des propriétés structurales des échantillons
Une fois la technique d'auto-assemblage énoncée et illustrée à travers l'élaboration de monocouches préfonctionnalisées, il s'agit de caractériser l'organisation structurelle de la monocouche sur la surface. Il existe de nombreuses méthodes de caractérisation macroscopiques : les mesures d'angle de contact à l'interface liquide-monocouche (goniométrie), les mesures d'épaisseur de la couche (par ellipsométrie) et de conductivité (mesures courant-tension). Le microscope à force atomique nous permet de visualiser la topographie de la couche avec une précision de l'ordre du dixième de nanomètre.
3.1 Mesure d'angle de contact par goniométrie
Le principe consiste à mesurer l'angle de contact θ que forme une goutte d'eau avec la surface de l'échantillon obtenu par auto-assemblage (figure 6). On distingue alors trois milieux : le gaz (atmosphère), la goutte liquide et le substrat. Il existe trois tensions interfaciales : substrat-gaz (γsg ), liquide-substrat
et liquide-gaz
, ces trois tensions sont régies théoriquement par l'équation proposée par Young :
avec :
- θ :
- angle de contact ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Dr VAN ROSSUM (M.) - * - Directeur du département Matériaux de pointe et Nanoélectronique à l'IMEC, Institut belge de recherche en microélectronique.
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(2) - REED (M.A.) et al - * - Science, 278, 252 (1997).
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(3) - KERGUERIS (C.) et al - * - Phys. Rev. B., 59, 12505 (1999)
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(4) - AVIRAM (A.), RATNER (M.A.) - * - Chem. Phys. Letters, 29, 277 (1974)
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(5) - MARTIN (A.S.) et al - * - Phys. Rev. Letters, 70, 218 (1993).
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(6) - METZGER (R.M.) et al - * - J. Am. Chem. Soc., 119, 10455 (1997).
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(7) - VUILLAUME (D.) et al - * - Langmuir,...
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