MM (Microelectronics & Microsensors) Team

L'équipe Microélectronique et Microcapteurs élabore en salle blanche et caractérise des dispositifs électroniques de type transistors et capteurs en utilisant des matériaux organiques et/ou du silicium micro ou polycristallin. L'intégration de ces dispositifs sur des substrats flexibles est l’objectif majeur des 3 équipes projets du département.

Mise en œuvre et thématiques générales :

- Elaboration de circuits en technologie organique et silicium basse température,
- Développement de capteurs sur substrat basse température ou sur substrat souple.
- Développement de systèmes de récupération d’énergie et intégration de ces dispositifs dans des systèmes.

 

Les objectifs généraux sont de concevoir des systèmes de détection performants qui peuvent avoir les propriétés suivantes : conformabilité (grâce aux substrats souples), transparence (induisant de nouvelles applications en analyse biologique), haute sensibilité (par l’utilisation de nanotechnologies), bas coût (technologies basses températures), biocompatibilité, biodégradabilité.

Applications très variées, en particulier à l’interface avec le domaine de la santé,

- Système de mesures de paramètres physiologiques de type BAN (Body Area Network),
- Conformabilité des capteurs qui permet des applications sur des objets de formes diverses ou sur la peau ;
- Réalisation de systèmes de mesures moins encombrants et plus confortables (suivi pathologique des personnes dépendantes, suivi à long terme, etc.).

Thématiques :

Elaboration de circuits électroniques sur substrats souples

Cette équipe-projet a pour objectif de développer des circuits sur des substrats divers (plastique, papier…) à partir de technologies très basse température (proche de l’ambiante).

  • Technologie silicium microcristallin : transistors, circuits, capteurs
  • Technologie organique (dépôt, évaporation) : Dispositifs performants, circuits
  • Electronique imprimée : Ceradrop printer Xserie - Drop on demand technology

Objectifs
- Electronique organique transparente (matériau transparent : ZnO ; polymères imprimables : PEDOT : PSS)
- Développement de technologies mixtes (silicium / organique)
- Réalisation de capteurs chimiques ou biologiques utilisant ces technologies.

Principaux financements:
ANR SPIROQUEST (2019-2022), ANR SNAPSTER (2018-2021), ANR PolyPCs (2017-2021).

Capteurs

Cette équipe-projet a pour objectif d’une part d’optimiser les propriétés particulières permettant la détection, d’autre part de mettre au point de nouveaux capteurs. L’équipe utilise les compétences développées en technologie pour mettre au point de nouvelles techniques de détection de haute sensibilité, compatibles avec une intégration de l’électronique de traitement.

Les objectifs en termes de développements de capteurs sont principalement les suivants :

- Capteurs mécaniques (pression, déformation) souples :
- Optimisation des performances de capteurs mécaniques à base de silicium sur plastique et diversification des applications.
- Intégration d’autres matériaux, ayant des sensibilités plus grandes ou plus conformables.

-Capteurs à base de nanomatériaux :
- Synthèse de nano-objets : nanofils Si, Ge, SiGe, par voies top down (espaceurs) ou bottom up (VLS), nanorubans, structures suspendues
- Intégration dans des dispositifs de détection : résistances, transistors
- Applications : capteurs de gaz, pHmétrie, hybridation ADN…
- Technologies sur différents substrats rigides ou flexibles.

-Capteurs à base de films minces :
- Développement de technologies à base de silicium : transistors à grille suspendue, canal microfluidique déporté ou intégré
- Applications en pHmétrie, capteurs biologiques (protéines)…

Principal financement:
ANR PlasBioSens (2014-2017)

Energie

Les matériaux à base de perovskites hybrides représentent un changement fondamental dans le domaine des cellules solaires à couches minces à faible coût atteignant des rendements de l’ordre de 20% en conversion d’énergie. À ce jour, les systèmes les plus étudiés utilisent des pérovskites à base de méthylammonium (MA) et de plomb nommées MAPbX3, X étant principalement un composé halogéné tel que de l’iode ou du brome (I,Br,….). Ces systèmes hybrides, par leurs excellentes propriétés, ont stimulé un certain nombre de développements novateurs et se présentent parmi les candidats les plus importants pour les cellules solaires de troisième génération.

- Combinaisons des matériaux organiques, inorganiques et intégration de nanotechnologies
-  Développement de technologies pour des dispositifs innovants tels que des cellules photovoltaïques sur verre et sur substrat souple.
- Mesure et caractérisation sous illumination AM 1.5G. Analyse de la durée de vie sous illumination spectrale (400nm - 700 nm)

 

Activités émergentes: Cybersécurité, Electronique biosourcée, électronique 3D (Principal financement: contrat maturation SATT (2020-2021).

 

Collaborations- Relations Internationales:

Map monde illustrant les collaborations internationales

Internationales

- GDR International « NAMIS » ,
- Université Hoseo – Corée,
- Université de Nanjing – Displays Center – Chine,
- Université Sao Paulo – Brésil ,
- Universités USTHB Alger, USTO Oran – Algérie,
- Université de Ryukyus – Okinawa – Japon,
- Universté d'Austin – Texas – États Unis D’Amérique.
- Université Yamagata – ROEL – Japon,
- Université de Stuttgart – Allemagne,
- Los Alamos National Laboratory – Etats Unis.

Carte de la france et ses principale métropoles illustrant les collaborations nationales

Nationales

- GDR Nanofils Semiconducteurs,
- GDR Organique,
- GDR OXYFUN,
- GDR HPERO,
- LPICM – École Polytechnique Palaiseau ,
- CIMAP (UMR 6252) – Université de Caen,
- GREYC (UMR 6072) – Université de Caen.

Vue aérienne de la ville de rennes

Locales

- Sciences Chimiques UMR6226 – Université de Rennes1 , Equipe MACSE
- Laboratoire SATIE , BIOMIS - ENS Rennes,
- IMN Nantes,
- Laboratoire FOTON (UMR 6082) ,
- LTSI, Université de Rennes1.
- IPR (Département Nanomatériaux Nanoscience),
- UMR INSERM-INRA Université de Rennes 1, équipe CIMIAD de Nutrition Métabolisme et Cancer (NuMeCan)
- Société ARCLYNN Missillac Loire Atlantique)

Alumini

DONERO L.: "Microcapteur nano-fonctionnalisés pour la detection biologique". (Mars 2017).
KUAI W.
: "Conception and fabrication of organic electronic devices by inkjet printing on all kind of substrates" (Janvier 2017).
LIU X.: "Fabrication et modelisation de composants optoelectronique à base de Q-dot adressés par des transistors en couches minces." (Janvier 2017).
LE BORGNE B.: "Développement de nanocapteurs bactériologiques par integration de transistors à nanofils de silicium" (Novembre 2016)
KERVRAN Y.: "Cartographie du champ de pression induit par l’occlusion dentaire". (janvier 2016).
BEBICHE S.: "Technologie Microélectronique sur substrat flexible : du silicium à l’organique" (novembre 2015).
DONG H.: "Microcrystalline silicon bases thin film transistors ffabricated on flexible substrate". (septembre 2015).
ISRAEL M.: "Croissance, caractérisation et mise en œuvre de nanofils Si, Ge et Si/Ge et Si/Ge". juillet 2015.
SAMB M.L.: "Modélisation de transistors en couches minces (TFT) élémentaires". (décembre 2014)
PREVOT M.: "Démonstrateurs des potentialités applicatives des clustomesogenes"; (septembre 2014).
BOUHADDA I.: "Elaboration et réalisation de transistors à effet de champ à canal microfluidique intègre dédie à la détection en milieu liquide". (juillet 2014).
GODEM WENGA G: "Mise en œuvre d’un capteur chimique et biologique à base de nanofils de silicium". (décembre 2013).
ZHANG P: "Development and fabrication of vertical thin film transistors based on low temperature polycrystalline silicon technology". (décembre 2012).
NI L.: "Silicon nanowires synthesized by vls growth mode for gas sensing applications" (février 2012).
KHERRAT A.: "Réalisation de Micro-chambres d’analyse chimique : Microcapteurs de pH et microfluidique associes" (mai 2012).
JANFAOUI S.: "Electronique CMOS en silicium microcristallin sur substrat flexible transparent" (décembre 2012).
DA SILVA RODRIGUES B.: "Fabrication de smartsensor a basse température utilisant des transistors à effet de champ à grille suspendue : réalisation de pH-mètre de grande sensibilité pour le contrôle en continu de la qualité de l’eau potable." (septembre 2011).
DEMAMI F.: "Synthèse de nanofils de silicium par la méthode des espaceurs" (mars 2011).
SOULEIMAN I.: "Développement de blocs élémentaires et de circuits dédies a des applications RFID en technologie silicium microcristallin très basse température". (juillet 2011).
BELARBI K.: "Transistors en couches minces de silicium microcristallin fabriques a T<180°C : Stabilité et mobilité". (septembre 2010).

 

                                                                                                                                            Dernière mise à jour de la page le 13/01/20 par Maxime HARNOIS