Etude par mesures de différence de potentiel de contact et de photopotentiel du comportement de structures semi-conductrices fonctionnalisées en vue de la détection de gaz
par Dominique Nicolas
Thèse de doctorat en Sciences. Dispositifs de l'électronique intégrée
Sous la direction de Jean-René Martin.
Soutenue en 1997
à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon , en partenariat avec Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône) (laboratoire) .
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Résumé
Ce travail a porté sur l'amélioration de la sélectivité et de la sensibilité de capteurs de gaz de type gasfet et au développement d'une méthode de mesure devant conduire à un nouveau type de capteurs de gaz. Un capteur est forme d'une couche sensible et d'un transducteur. En premier lieu, il faut s'assurer des performances du matériau sensible en contact avec le gaz à analyser. Pour cela, nous avons développé et mis au point un appareillage permettant la mesure des variations de la différence de potentiel de contact. Cette méthode de mesure permet d'étudier des structures macroscopiques, plus facilement manipulables et plus simples que les gasfet. La surface de ces structures peut alors être aisément modifiée par des métaux catalytiques, des récepteurs spécifiques ou des polymères de façon à attribuer à une modification de surface donnée la réponse d'un gaz précis. A l'aide de cette méthode, nous avons étudié essentiellement le palladium, sous hydrogène. L'originalité de notre étude repose sur la méthode de dépôt du palladium, déposé à partir d'une solution colloïdale permettant d'obtenir une couche discontinue. L'objectif de ce travail a été notamment d'optimiser la couche sensible de palladium en étudiant l'influence de la morphologie des agrégats métalliques (taille, densité,. . . ) Et de la structure sous-jacente ; de comparer expérimentalement cette méthode de dépôt à des méthodes plus classiques ; d'étudier l'influence de paramètres extérieurs (température,. . . ). De plus, une nouvelle méthode de mesure du photopotentiel, basée sur l'excitation lumineuse d'un semi-conducteur, a été développée. Ce travail a montré la possibilité d'utiliser un faisceau lumineux module comme moyen d'excitation du semi-conducteur, permettant d'obtenir une grandeur mesurable et interprétable. Cette méthode doit permettre de réaliser un multicapteur de gaz.
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Titre traduit
Study, by contact potential difference and photopotential measurements, of the behaviour of modified semiconductive structures in view to gas detection
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