Elaboration, caractérisation et application des capteurs de gaz à base d'hétérostructures d'oxydes métalliques ZnO-WO3

Elaboration, characterization and application of gas sensors based on heterostructures of metal oxides ZnO-WO3

• Auteur / Autrice : Yasmine Amokrane
• Direction : Marc Bendahan, Sandrine Bernardini
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur : spécialité Micro et Nanoélectronique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IM2NP - Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence

Mots clés

Mots clés libres

Qualité de l'air

Microcapteur de gaz

Couches minces

Oxydes métalliques

Spray ultrasonique

Air quality

Gas microsensor

Thin films

Metal oxides

Ultrasonic spray

Résumé

Cette thèse se positionne dans le cadre du développement de capteurs pour le suivi de la qualité de l'air dans les environnements urbains qui est de nos jours un enjeu majeur de santé publique. Cette thèse se focalisera sur le développement de microcapteurs chimiques à base d'hétérostructures de nanoparticules d'oxydes métalliques ZnO-WO3 pour exploiter leurs propriétés de détection en termes de sensibilité et de sélectivité. L'objectif de cette thèse sera d'élaborer des couches sensibles en jouant sur les proportions de nanoparticule de ZnO et de WO3 ainsi que sur les paramètres de recuit après dépôt. Les réactions d'adsorptions des molécules de gaz oxydants et réducteurs pourront alors être soit activée thermiquement, soit optiquement. Une des originalités de l'étude sera d'élaborer des solutions qui pourront être directement utilisées pour réaliser des microcapteurs par spray ultrasonique. Les dépôts pourront être réalisés soit en alternant les couches des deux matériaux soit en les mélangeant directement dans la solution à déposer.

This thesis focuses on the development of sensors for monitoring air quality in urban environments, a major public health issue today. This thesis will focus on the development of chemical microsensors based on ZnO-WO3 metal oxide nanoparticle heterostructures to exploit their detection properties in terms of sensitivity and selectivity. The aim of this thesis will be to develop sensitive layers by adjusting the proportions of ZnO and WO3 nanoparticles, as well as the annealing parameters after deposition. The adsorption reactions of oxidizing and reducing gas molecules can then be activated either thermally or optically. One of the original features of the study will be to develop solutions that can be used directly to produce micro-sensors using ultrasonic sprays. Deposits can be made either by alternating layers of the two materials, or by mixing them directly in the solution to be deposited.