Dépôts de couches minces organiques
La ressource dispose d’une salle dédiée ayant pour principale activité la fonctionnalisation de surfaces pour l’électronique moléculaire (jonctions, switches, diodes, mémoires, capteurs…) ou les nanobiotechnologies. En particulier la technique des monocouches auto-assemblées (SAM) permet de donner aux surfaces des propriétés physico-chimiques spécifiques. La synthèse et le greffage de nanoparticules sur différents substrats est aussi réalisée. Le laboratoire permet de réaliser des synthèses sous atmosphère inerte et purification de solvants et composés organiques.
Deux boites à gants connectées permettent de réaliser sous atmosphère inerte l’ensemble des étapes de fabrication d’un composant: la chimie de surface, les dépôts de molécules ou polymères par spin-coating ainsi que l’évaporation d’espèces organiques puis la métallisation sous ultravide.
Des dépôts de couches minces organiques sous vide sont également proposés (parylène, pentacene,…).
Expertises et savoir-faire: points marquants
– Fonctionnalisation de surfaces variées (métaux, semi-conducteurs, polymères, nanoparticules…) par la technique des monocouches auto-assemblées (SAMs), en vue de leur apporter de nouvelles propriétés (conduction électronique, mouillabilité variable telle que superhydrophobicité, réactivité spécifique, photosensibilité, …). Le greffage ou l’auto-assemblage de nanoparticules / nanomatériaux est également effectué sur diverses surfaces
1. Monocouche auto-assemblée appliquée à la préparation d’un senseur de gaz sarin (groupe NCM) [Ref]
– Synthèse chimique multi-étapes de molécules, polymères, nanoparticules, ou autres matériaux appliqués à l’électronique. Le laboratoire dispose de nombreux équipements utiles à la synthèse et à la purification de composés organiques (rotavapor, chromatographie sur colonne, four de distillation/sublimation Buchi, centrifugeuse…)
2. Jonction moléculaire à base de molécules photocommutables auto-assemblées sur une surface d’or (groupe NCM) [Ref]
– Greffage ou assemblage (autoassemblage, enduction) de nanoparticules/ nanoobjets sur diverses surfaces.
3. Commutateur optique constitué d’un réseau 2D de nanoparticules d’or (NPSAN) fonctionnalisées par des ligands photocommutables (groupe NCM) [Ref]
– Dépôt par CVD dans un Bâti Comelec de parylène C et N en couche mince d’environ 50nm à 25µm (avec ou sans promoteur d’adhérence). La parylène est notamment utilisé pour sa grande inertie chimique (encapsulation de composant) et son caractère isolant électrique.
4. Objet volant mimant l’insecte (OVMI) réalisé à partir d’un film de parylène C (groupe Mamina)
Expertises et savoir-faire: autres
– Manipulations sous atmosphère inerte. La chimie sensible à l’air peut être réalisée sous boite à gants ou à l’aide de rampes à vide (verrerie schlenk disponible). Deux boites à gants couplées permettent de réaliser sous atmosphère inerte (taux d’O2 et de H2O <1 ppm) l’ensemble des étapes de fabrication d’un composant: la chimie de surface, les dépôts de molécules ou polymères par spin-coating ainsi que l’évaporation d’espèces organiques puis la métallisation sous ultravide (par effet joule à 10-7 mbar).
– Dépôts sous vide par effet joule de couches organiques ou inorganiques (pentacène, sexiothiophène, triphenyldiamine, C60, Ag2S) dans un bâti Aprim Vide.
– Caractérisations physicochimiques des molécules, polymères, nanoparticules par spectroscopies UV-vis, FTIR ou RMN sur le campus.
– Caractérisations physicochimiques des surfaces fonctionnalisées par ellipsométrie, mesure d’angle de contact, spectroscopie (UV-vis, FTIR, XPS), voltampérométrie et spectrométrie de masse (ToF-SIMS accessible sur le campus).
Contact: David Guerin
Mots clés: fonctionnalisation de surface, chimie organique, synthèse, électronique moléculaire, monocouches assemblées, purification, synthèse, parylène…
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