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Thèse soutenue

Étude et réalisation de nano-structures photoniques anti-résonantes à base de silicium poreux oxydé et fonctionnalisé : applications aux biocapteurs

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Auteur / Autrice : Mohamed Hiraoui
Direction : Mohammed Guendouz, Meherzi Oueslati
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2012
Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Université de Tunis El Manar

Résumé

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Le travail de cette thèse porte sur la réalisation de structures de type ARROW à base de silicium poreux (SP) pour des applications de biodétection. Ces structures favorisent un meilleur recouvrement entre la lumière propagée et les molécules attachées dans la couche active. Le suivi, par spectroscopies Raman, FTIR et par réflectométrie, de la modification chimique de la surface interne des couches poreuses a permis de confirmer la fixation des biomolécules et de déterminer la variation d’indice de réfraction de ces couches après chaque étape de fonctionnalisation et greffage protéinique de BSA (Bovin Serum Albumin). Les caractérisations optiques des ARROW réalisés dans les conditions définies par une étude théorique ont montré une modification de la propagation de la lumière engendrée par la bio-fonctionnalisation et le greffage de la protéine BSA. Les résultats expérimentaux obtenus coïncident avec ceux obtenus par simulation (Méthode des faisceaux propagés) et une sensibilité estimée à 3600/UIR a été déterminée en mode TE. Après avoir démontré la faisabilité de la structure ARROW à base de SP comme un transducteur optique, cette dernière a été intégrée dans une structure interférométrique de type Mach-Zehnder. Une variation d’indice de réfraction de l’ordre de 10-3 correspondant à environ 1013 molécules de BSA greffées /cm² a été obtenue.