Elaboration et caractérisation de films ultraporeux de silice par voie sol-gel _ Application à des systèmes de biodétection et de microchauffage

• Main Author: Desfours, Caroline
• Language: FRE
• Published: Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc 2009
• Subjects: [PHYS:COND:CM_MS] Physics/Condensed Matter/Materials Science; [PHYS:PHYS:PHYS_BIO-PH] Physics/Physics/Biological Physics; [PHYS:PHYS:PHYS_CHEM-PH] Physics/Physics/Chemical Physics; procédé sol-gel; couche de silice ultraporeuse; guide d'onde à symétrie inversée; multicouches; microsystème de chauffage
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690714; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/69/07/14/PDF/Manuscrit_Caroline_DESFOURS.pdf

Dans ce travail, des couches ultraporeuses de silice avec de très faibles indices de réfraction (1,1-1,2) et des épaisseurs de l'ordre du micromètre sont préparées et intégrées à deux systèmes de capteurs pour des applications distinctes. La synthèse de la solution initiale est optimisée à partir du procédé sol-gel classique en deux étapes. En raison de sa forte porosité, la couche déposée présente deux propriétés remarquables : un bas indice de réfraction et une faible conductivité thermique. Notre étude est fondée sur la mise en place de deux systèmes : un guide d'onde optique à symétrie inversée et un microsystème de chauffage. Le principe de réalisation du guide d'onde à symétrie inversée réside sur un empilement de trois couches avec une couche centrale à plus haut indice de réfraction que les milieux qui l'entourent. La particularité de ce guide provient du fait que l'indice du milieu inférieur (couche ultraporeuse) est plus faible que celui du milieu supérieur. Dans une application de construction d'un film multicouche type polyélectrolyte/protéine et afin de tester la profondeur de détection du champ évanescent, des multicouches de poly-L-lysine et caséines sont adsorbées à la surface du guide. A partir de la variation de l'indice de réfraction effectif, il est possible de déterminer la masse de biomolécules déposées et de montrer la sensibilité accrue par ce système. Dans la deuxième application de la couche ultraporeuse, la technologie du microsystème de chauffage repose sur l'intégration de cette couche entre une résistance métallique et son substrat. Il est mis en évidence que cet ajout permettait une meilleure concentration de l'énergie fournie.