Thèse soutenue

Réalisation et caractérisation d'un capteur de gaz à ondes de Love à base de la structure Polyaniline/ZnO/Quartz

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Auteur / Autrice : Felicidade Da Silva Moreira
Direction : Omar ElmazriaFrédéric Sarry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Plasma, Optique, Opto-Électronique et Micro-Nanosystèmes
Date : Soutenance le 15/11/2007
Etablissement(s) : Nancy 1
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des Millieux Ionisés et Applications
Jury : Président / Présidente : Martine Lumbreras
Examinateurs / Examinatrices : Martine Lumbreras, Françoise Poncin-Epaillard, Alain Pauly, Marc Bendahan, Omar Elmazria, Frédéric Sarry
Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Poncin-Epaillard, Alain Pauly

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent la réalisation et la caractérisation d’un capteur de gaz à base de dispositifs à ondes élastiques de surfaces, SAW (Surface Acoustic Wave). Pour obtenir et exploiter de telles ondes, deux transducteurs inter-digités (IDT), l’un servant d’émetteur et l’autre de récepteur, sont déposés sur un substrat piézoélectrique. Une tension alternative appliquée aux bornes de l’IDT émetteur génère une onde se propageant le long du substrat. Lorsque cette onde arrive sur l’IDT récepteur, elle est convertie en tension électrique. A partir de ce dispositif, la spécificité du capteur est obtenue par l’ajout d’une couche sensible sur le chemin de propagation de l’onde, entre les deux IDTs. L’adsorption du gaz sur la couche sensible perturbe la propagation de l’onde et modifie ainsi sa vitesse et son amplitude. La structure du capteur développé et caractérisé au cours de cette thèse est la suivante : Polyaniline/ZnO/Quartz. Le substrat bicouche ZnO/Quartz pour une direction de propagation particulière (90°) constitue la partie génératrice d’ondes de Love et la polyaniline, polymère fonctionnalisable est utilisée en tant que couche sensible. La structure génératrice d’ondes a été entièrement réalisée en salle blanche avec notamment l’optimisation des paramètres de dépôt du film de ZnO par pulvérisation réactive RF magnétron et la photolithographie des IDTs. Elle a ensuite été étudiée et caractérisée, avant et après dépôt de la couche sensible, par des mesures expérimentales confrontées aux estimations théoriques. Pour finir, nous avons procédé à des tests sous gaz (NO2, SO2 et éthanol) avec notre capteur. Nous avons ainsi pu montrer le potentiel d’utilisation de la structure Polyaniline/ZnO/Quartz en tant que capteur de gaz.