Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
sensor | Biosensor | atomic layer deposition | membrane
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire
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4. Conclusion
À travers des exemples choisis, le potentiel de la technique ALD pour des applications comme capteurs a été mis en évidence. Si des films plans ultraminces ont été étudiés pour la détection de gaz, l’élaboration de nanostructures et la formation d’hétérojonctions par ALD démontrent tout l’apport de cette technique de dépôt par rapport à des méthodes plus conventionnelles. En effet, elle permet un contrôle très précis non seulement de l’épaisseur mais aussi de la composition, de la morphologie et de la structuration du revêtement. Ceci permet alors l’étude fondamentale des phénomènes et mécanismes mis en jeu dans le processus de détection.
Le contrôle précis de l’épaisseur combiné à l’uniformité des couches ALD permet l’accès à de nouvelles approches pour la conception de nanopores et de membranes. Contrôler le diamètre des pores, la géométrie et les interactions chimiques avec les espèces de surface permet de les optimiser pour différentes applications. Les exemples de l’utilisation de l’ALD pour contrôler un nanopore sont encore rares, mais présentent plusieurs potentialités. Les études ont montré que le contrôle à la fois de la géométrie et de la taille des nanopores sera essentiel pour faire avancer les applications et les études fondamentales. À l’heure actuelle, les nanopores façonnés par ALD ont permis des résultats intéressants dans le domaine de nanopore hybride biologique/artificiel. Ce dernier paraît la stratégie la plus prometteuse car permettant de combiner à la fois l’avantage de la biologie (sélectivité) et du matériau (robustesse), mais nécessite le contrôle du nanopore à l’état solide.
D’autres applications reposant sur la nanostructuration des interfaces par ALD telles que les biopiles , les biocapteurs optiques et électrochimiques sont très intéressantes. Bien que les interfaces nanostructurées conçues par ALD pour...
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BIBLIOGRAPHIE
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