Modification de la surface du silicium pour la réalisation de nanostructures destinées à la détection de métaux

Abstract

Les procédés de nanofabrication du silicium (Si) sont d'une importance cruciale pour la microélectronique, ainsi que pour des technologies émergentes en nanoélectronique, capteur chimique, capteur électrochimique, biocapteurs et stockage d’énergie. Ces applications rendent la fabrication de réseaux de silicium nanostructuré un sujet très chaud qui attire d’immenses efforts de recherche industrielle et académique. Dans ce contexte, les processus dits « parallèles », permettant la fabrication simultanée de nanostructures individuelles de manière localisée sur une grande surface, sont beaucoup plus attrayants pour diminuer le temps et le coût de fabrication. Le but de ce travail est de développer un procédé innovant et ambitieux pour la fabrication de capteur électrochimique à base de silicium nanostructuré à faible coût destiné à la détection de métaux lourds comme le mercure, le plomb,... Le travail présenté dans cette thèse consiste en l’étude et l’élaboration de nanofils poreux de silicium (PSiNWs) par gravure chimique assistée par un métal en une seule étape. Dans un second temps, nous avons modifié la surface de PSiNWS en utilisant des techniques de chimie de surface bien établie, et utilisé pour la détection de métaux lourds. Dans ce cas, ils ont été fonctionnalisés avec une monocouche de molécules électroactives en appliquant la chimie de surface du Si-H et Si-OH. La grande surface spécifique du PSiNWs prédit l’obtention d'une densité de charge considérablement plus élevée pour la détection de polluant, qui peut être très bénéfique pour la détection de mercure qui est le métal le plus dangereux.