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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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2. Élaboration des nanocapteurs
2.1 Principe
Il existe de nombreuses techniques pour organiser la croissance de nanostructures moléculaires : parmi lesquelles la technique de Langmuir-Blodgett (LB) , qui consiste à élaborer des films multicouches par des transferts successifs sur substrat solide d'un film monomoléculaire organisé à une interface air-eau. Elle permet de réaliser des films minces ayant une structure lamellaire d'épaisseur contrôlée. Le choix des molécules et les interactions intermoléculaires intervenant dans la réalisation des films est donc essentiel : il conditionne les propriétés recherchées. Cependant, ces films de Langmuir-Blodgett sont simplement physisorbés (nota 1) sur la surface, ils ne sont donc pas très résistants. Le procédé de greffage obtenu lors de l'auto-assemblage de molécules , qui permet d'avoir une liaison covalente avec le substrat, est une alternative privilégiée à l'élaboration de nanostructures, il offre une plus grande résistance. Cette technique, bien plus prometteuse que celle de Langmuir-Blodgett, se caractérise par un mariage étroit entre la physique des surfaces et la chimie moléculaire.
les liaisons entre les molécules et le substrat sont de type van der Waals.
Nous abordons dans cette première partie l'élaboration de la structure de base des nanocapteurs électroniques par auto-assemblage moléculaire. Cette technique est basée sur de la construction moléculaire complexe à partir d'éléments simples. Ces briques moléculaires portent dans leur structure des sites spécifiques de reconnaissance. Les entités greffées sont en général des molécules amphiphiles. Lesquelles sont constituées de deux parties distinctes et d'affinités chimiques antagonistes : une tête fortement polaire ou ionique qui est hydrophile (SiCl3 , SH...) et une ou plusieurs chaînes carbonées (ou fluorées) qui sont hydrophobes (en général CH3). La tête hydrophile a...
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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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(5) - MARTIN (A.S.) et al - * - Phys. Rev. Letters, 70, 218 (1993).
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(7) - VUILLAUME (D.) et al - * - Langmuir,...
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