Missions

Mission : Sujet de recherche : Amplification du potentiel de surface par la réorientation du moment dipolaire moléculaire à longue distance dans les capteurs organiques à transistors à effet de champ
Contexte du projet: Dans un projet précédent, nous avons développé un capteur organique à effet de champ (FET) pour détecter les ions alcalins en solution. Dans ce dispositif, des sondes moléculaires ont été greffées sur une monocouche lipidique servant de diélectrique de grille sur le substrat semi-conducteur. Des performances exceptionnelles ont été démontrées, notamment des limites de détection (LOD) de l'ordre de l'attomolaire. De manière surprenante, dans la gamme des très faibles concentrations, des variations d'amplitude inattendues du potentiel de surface ont été mesurées macroscopiquement, qui ne pouvaient pas être expliquées uniquement par les variations de charge associées au très petit nombre d'événements de complexation ion-sonde. Pour expliquer la très faible LD de ces dispositifs, une hypothèse pourrait être l'existence d'un phénomène d'amplification produit par un changement de conformation des sondes (immobilisées sur la couche lipidique), qui se propagerait à travers la couche sensible du capteur par le biais d'interactions moléculaires entre les sondes, comme dans un processus de cascade de dominos.

Activités

L'objectif principal du projet est de démontrer que l'amplification du signal observée dans les expériences de détection par transistor à effet de champ (FET) est le résultat de l'amplification du potentiel de surface provenant de la propagation des changements de conformation des molécules sondes. Pour atteindre cet objectif, plusieurs couches sensibles seront fabriquées en combinant un ou deux types de molécules pour moduler les interactions moléculaires des sondes : la distance entre les sondes sera modulée en fabriquant des couches mixtes avec des molécules non sondes ; différentes sondes seront testées avec différentes configurations structurelles.
Ces couches seront ensuite implémentées dans les transistors pour effectuer des mesures de détection et déterminer une amplification potentielle. La validation du processus d'amplification sera effectuée en corrélant la réponse du transistor, en particulier le déplacement de la tension de seuil, avec la variation anticipée du potentiel de surface, et des mesures de KPFM réalisées parallèlement.

Les tâches seront les suivantes :
1- Fabrication de couches sensibles aux capteurs avec diverses interactions moléculaires en mélangeant des sondes moléculaires avec d'autres molécules et caractérisation des couches par AFM, FTIR, XPS.
2- Fabrication de transistors avec la couche sensible.
3- Caractérisation électrique des transistors. (courbes de sortie et de transfert, mesures de sensibilité).
4- Analyse et interprétation des résultats.

Compétences

La personne recrutée sera de préférence un physicien ou une physicienne ayant des connaissances en physique des surfaces et en physico-chimie, ainsi qu'en physique des composants électroniques.

Contexte de travail

Ce projet fait partie d'un projet ANR financé mené en collaboration avec Catherine Henry de Villeneuve (LPMC, Ecole Polytechnique, Palaiseau), Yutaka Wakayama (NIMS, Japon) et Jean-Manuel Raimundo (CINaM, Marseille). Ce travail sera réalisé au sein du département Physique et Ingénierie du Vivant (PIV) du Centre Interdisciplinaire de Nanosciences à Marseille, France. Le laboratoire est situé sur le campus de Luminy au cœur du parc des Calanques.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Aucune