Assas Recherche | Réalisation et optimisation de biocapteurs basés sur des transistors à nanofils SiC pour la détection directe par effet de champ électrique de molécules

Réalisation et optimisation de biocapteurs basés sur des transistors à nanofils SiC pour la détection directe par effet de champ électrique de molécules (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 11/01/2028 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Karker Olfa

Karker, Olfa

Nom

Karker

Prénom

Olfa

Nationalité

Français

Date de soutenance : 28-03-2023

Directeur(s) de thèse : Bano Edwige

Bano, Edwige

Nom

Bano

Prénom

Edwige

- Stambouli-Sené Valérie

Stambouli-Sené, Valérie

Nom

Stambouli-Sené

Prénom

Valérie

Etablissement de soutenance : Université Grenoble Alpes

Université Grenoble Alpes

Nom

Université Grenoble Alpes

Laboratoire : Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Nom

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Ecole doctorale : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Nom

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Informations générales

Discipline : Nanoe?lectronique et nanotechnologie
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Carbure de silicium, Isfet, Fet, Isfet, Jfet, Biocapteur
Mots-clés :

Carbure de silicium
Biocapteurs
Nanofils
Transistors à effet de champ

Résumé : Les transistors à effet de champ à base de Silicium (Si) ont été intensément développés au cours des dernières années et se sont révélés très prometteurs pour des applications de détection biochimique basées sur des mesures électriques sans marquage, en temps réel, sélectives et très sensibles. Néanmoins, la faible biocompatibilité et l’inertie chimique limitée du matériau Si sont les principaux freins au développement et à la commercialisation de biocapteurs à base de transistors à effet de champ (FET) pour des applications in vitro et in vivo à long terme. À cet égard, le Carbure de Silicium (SiC) est le matériau alternatif de choix, en raison de ses excellentes propriétés mécaniques, électriques et chimiques combinées à sa biocompatibilité. De plus la technologie SiC bénéficie également de la compatibilité avec les techniques de micro-usinage Si. Dans cette thèse, deux générations de FET basées sur SiC: un FET à nanoruban Si/a-SiC de type coeur/coquille (Si/a-SiC NRFET) et un FET à jonction exclusivement en SiC (SiC JFET). Les micro/nano structures des deux générations ont été conçus et fabriquées selon une approche top-down. Le procédé de fabrication a été optimisé, ce qui permettrait la production en série. Les performances électriques de ces dispositifs innovants ont été évaluées à sec et en milieu liquide. Une preuve de concept pour les deux générations en tant que biocapteurs est validée par la mesure de pH. Le JFET exclusivement en SiC a atteint des sensibilités allant jusqu’à 495 mV/pH, soit 100 fois plus que la limite théorique de Nernst. La sensibilité élevée obtenue est justifiée par la modélisation du couplage capacitif entre la grille supérieure et la grille arrière. Par conséquent, les deux générations développées devraient être également utiles pour diverses applications de détection biochimique in vitro et in vivo, car elles satisfont aux performances généralement requises telles que la sensibilité et la stabilité en milieu liquide.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023GRALT028
Type de ressource : Thèse