Recherche Avancée

Thèse soutenue

Conception et réalisation de BioMEMS térahertz dédiés à la spectroscopie de solutions biologiques

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Auteur / Autrice : Vianney Mille
Direction : Bertrand Bocquet, Nour-Eddine Bourzgui
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Micro-ondes et microtechnologies
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

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La spectroscopie térahertz (THz), domaine électromagnétique peu exploité, est susceptible d'apporter des informations intéressantes sur les fonctions biologiques. La très forte absorption des ondes THz dans les milieux aqueux a cantonné les investigations sur des milieux biologiques préparés en phase solide. Nous montrons que l'investigation en phase liquide est néanmoins possible sur des microvolumes. Cette thèse est consacrée à la conception et la fabrication de BioMEMS (Biological Micro-Electro-Mechanical Systems) originaux, couplant des fonctions THz et microfluidiques. Nous développons une nouvelle filière technologique basée sur un polymère déposé par plasma «froid» en post décharge lointaine et baptisé pTMDS (Plasma polymerized TetraMethyIDisiloxane). Nous garantissons la compatibilité THz et microfluidique ainsi que la préservation du greffage d'éventuelles fonctions biologiques. Le dépôt du pTMDS est optimisé pour garantir une faible rugosité de surface. La réalisation des lignes planaires sur substrat de pTMDS nous a permis d'obtenir des mesures jusqu'à 1 THz. Ses caractéristiques diélectriques ont été déterminées et montrent que le pTMDS constitue un très bon diélectrique, équivalent aux meilleures résines microélectroniques. La gravure profonde et le collage à froid du pTMDS entrant dans la fabrication du BioMEMS THz final sont étudiés. Enfin, nous montrons que la permittivité complexe du liquide n'est accessible que par une méthode numérique des mesures compte tenu de la complexité du dispositif. Ce sujet interdisciplinaire a été rendu possible par la collaboration de trois laboratoires de nanotechnologie, de physico-chimie et de biologie.