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Accueil > Groupes scientifiques > Electrochimie et Couches Minces > Organisation et Interactions Moléculaires sur les Surfaces

Introduction

par Allongue Philippe, Anne-Marie - publié le , mis à jour le

Pour réaliser des structures hybrides fonctionnelles associant un matériau inorganique, le silicium, et des entités (bio)moléculaires ou un film organométallique (lien), il est nécessaire de procéder en plusieurs étapes : (1) le greffage covalent d’une monocouche fonctionnalisée compacte sur la surface hydrogénée du silicium (info - info) ; (2) le couplage d’entités moléculaires fonctionnelles par couplage covalent peptidique ou "click chemistry". Notre approche s’appuie en particulier sur la préparation de surfaces hydrogénées modèles pour combiner des caractérisations spectroscopiques quantitatives (FTIR, XPS) avec l’imagerie par microscopie en champ proche AFM/STM. Pour certains dispositifs une couche mince PECVD de silicium amorphe carboné remplace le silicium cristallin.

Projets en cours :

- Biocapteurs sur silicium pour le suivi des interactions biomoléculaires
Nous développons des biocapteurs sur silicium basés sur l’accrochage covalent et reproductible de sondes permettant la reconnaissance spécifique et sélective des cibles. Nous utilisons la spectroscopie IR-ATR qui permet de quantifier la composition des couches moléculaires et d’optimiser les interactions biomoléculaires. Nous travaillons notamment sur les interactions spécifiques entre des sondes glycanes et les cibles lectines [1] et des sondes d’aptamères d’ADN contre la toxine alimentaire Ochratoxine A.
[1] “Quantitative assessment of the multivalent protein-carbohydrate interactions on silicon”, J. Yang, J.-N. Chazalviel, A. Siriwardena, R. Boukherroub, F. Ozanam, S. Szunerits, and A. C. Gouget-Laemmel, Analytical Chemistry, 86 (2014) 10340-10349.

- Surfaces photo-commutables :
Les surfaces commutables intéressent de nombreux domaines. Nous étudions les propriétés de photo-commutation de monocouches de composés organiques photochromes sur des surfaces de silicium…

- Conditionnement et fonctionnalisation du nitrure de silicium
Le nitrure de silicium Si3N4 est un matériau couramment utilisé dans l’industrie du verre et des semi-conducteurs en raison de ses propriétés diélectriques et mécaniques intéressantes. Nous travaillons sur son conditionnement en variant le rapport Si/N et/ou par des traitements plasma d’hydrogène de façon à moduler la composition chimique de sa surface vierge d’oxyde [1]. Différentes stratégies de fonctionnalisation sont alors proposées.
[1] “Etching and Chemical Control of the Silicon Nitride Surface”, M. Brunet, D. Aureau, P. Chantraine, F. Guillemot, A. Etcheberry, A. C. Gouget-Laemmel and F. Ozanam, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9 (2017), 3075-3084.

Travaux récents :
Composition de monocouches par spectroscopie IR calibrée
Monocouches alkyles par hydrosilylation sur surfaces H-Si(111)
Couplage covalent d’entités moléculaires sur des surfaces Si fonctionnalisées
Titration acide / base en deux dimensions
Oxydation sélective de couches alkyles par un plasma doux
Désorption thermique de monocouches greffées sur silicium
Greffage électrochimique sur silicium