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Aureau, Damien (2008) Interface silicium/couche organique: Maitrise des propriétés et fonctionnalisation. Doctorat Physique, Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, EP/X p.164.
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Résumé
Les couches organiques greffées de façon covalente sur le silicium apparaissent comme des systèmes prometteurs tant sur le plan fondamental qu’en raison des nombreuses applications envisageables : couches minces diélectriques, capteurs chimiques ou biochimiques.
Ce travail de thèse est consacré à l’étude de ces systèmes par diverses techniques. La stabilité chimique et électrique de l’interface au cours du temps et au sein d’un électrolyte de pH variable sont décrites. La morphologie de la surface est contrôlée par microscopie AFM. La nature chimique du système est déterminée par spectroscopie infrarouge en mode ATR et par spectroscopie de photoélectrons X. La qualité électrique de l’interface est étudiée par des mesures de photoluminescence, photopotentiel et Mott-Schottky.
L’influence de la préparation sur les diverses caractéristiques du système est examinée. L’effet de charges adsorbées en surface a également été exploré par une titration quantitative de l’ionisation de groupements carboxyles greffés en surface. Enfin, une méthode originale de fonctionnalisation de couches alkyles greffées de compacité maximum par traitement dans un plasma doux oxydant est présentée. Le suivi du système, in situ par spectroscopie IR et ex situ par XPS, ainsi que la connaissance de la nature du plasma d’oxygène ont permis de mettre en évidence une destruction de la couche aux plus fortes puissances et une intégrité de celle-ci aux plus faibles puissances : un mécanisme de fonctionnalisation des chaînes dans ce régime est proposé.
| Type d'EPrint: | Thèse (Doctorat) |
|---|---|
| Directeur de Thèse: | Chazalviel, Jean-Noël |
| Date: | 30 Octobre 2008 |
| Jury de Thèse: | Roca i caborrocas, Pere et Pradier, Claire-Marie et Guillemoles, Jean-François et Etcheberry, Arnaud et Rappich, Jörg et Allongue, Philippe et Chazalviel, Jean-Noël |
| Ecole Doctorale: | ED 447 ECOLE DOCTORALE DE L'ECOLE POLYTECHNIQUE |
| Discipline: | Physique |
| Fonds: | Ecole Polytechnique (EP/X) |
| Institution: | EP/X |
| Laboratoire: | Laboratoire de Physique de la Matière Condensée |
| Sujets: | 6. Chimie, physico-chimie et génie chimique 4. Science des matériaux, mécanique, génie mécanique 3. Physique, optique |
| Mots-clés libres: | Greffage chimique, Silicium, Surface hydrogénée, Hydrosilylation, Monocouche fonctionnalisée ultramince, Attachement covalent, Stabilité, Propriétés électroniques, Titration en surface, Fonctionnalisation, Plasma oxygène, Spectroscopie infrarouge, Xps, Afm, Photoluminescence, Photopotentiel, diagrammes Mott-Schottky, Mesures in situ., Chemical grafting, Silicon, Hydrogenated surface, Hydrosilylation, Ultrathin functionalized monolayer, Covalent attachment, Stability, Electronic properties, Surface titration, Functionalization, Infrared, Oxygen plasma, Infrared spectroscopy, Xps, Afm, Photoluminescence, Surface photovoltage, Mott-Schottky diagrams, In situ measurements. |
| Code ID: | 4611 |
| Déposé par : | Damien AUREAU |
| Déposé le : | 20 Juillet 2009 |
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