Développement d'un biocapteur à base de transistors en nanotubes de carbone
Auteur / Autrice : | Nicolas Champauzas |
Direction : | Serge Bernard, Aida Todri-Sanial, Aida Todri-Sanial |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques |
Date : | Soutenance le 14/04/2021 |
Etablissement(s) : | Montpellier |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....) |
Jury : | Président / Présidente : May Catherine Morris |
Examinateurs / Examinatrices : Serge Bernard, Aida Todri-Sanial, May Catherine Morris, Christian Bergaud, Jacques-Olivier Klein, Gaëlle Lissorgues, Julien Claudel, Fabien Soulier | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Bergaud, Jacques-Olivier Klein |
Mots clés
Résumé
L'objectif de la thèse est la conception d'une nouvelle technologie de biocapteurs basée sur l'utilisation de nanotubes de carbones. Cette conception vise à utiliser ces nanostructures en tant qu'éléments transducteurs grâce à la conception d'une grille chimique et amplificateurs grâce à leur intégration dans une architecture de transistor à effet de champ. La grille chimique de la structure transistor sera conçue pour être sélective et en concordance avec la transduction de l’effet de champ. Dans ce but, la cible choisie est la famille des enzymes kinases. Le travail de thèse focalise sur la conception et réalisation d’une preuve de concept pour la technologie complète en visant une enzyme kinase spécifique.Le travail de recherche se découpe en trois temps. Tout d'abord, le travail consiste en la définition de l'architecture du capteur. Ensuite, partant de cette définition, il est nécessaire de concevoir un procédé de fabrication dédié. Enfin, le capteur peut être réalisé, si possible jusqu'à la démonstration d'une preuve de concept.La nouvelle technologie se base sur un biocapteur existant dont la sélectivité a été démontrée. La conception du capteur vise à alléger la mesure en temps humain et éviter l'utilisation d'équipements lourds. Nous sommes imposés comme contrainte que le capteur soit passif par rapport à l'échantillon biologique. En effet, le capteur doit être utilisé pour une mesure prolongée dans le temps pour permettre le suivi continu d'échantillons et ne doit donc pas perturber ces échantillons.En ce qui concerne le procédé de fabrication, il a pour objectif d'être robuste et reproductible pour pouvoir produire des capteurs intégrables dans des chaines de mesure générant d'importants volumes de données normalisées. Le second objectif du procédé de fabrication est la réalisation de capteurs pouvant être réalisés en grandes séries et à bas coût unitaire.Le manuscrit de thèse présente les recherches et déductions menant à la définition de l'architecture du capteur, du procédé de fabrication et des premiers résultats de réalisation. Après trois années de recherche, les travaux de réalisation présentent une structure à base de transistors, utilisant des nanotubes de carbone en tant que canal sensible à l’effet de champ et prédisposé à l’ajout de sélectivité par fonctionnalisation.