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Équipe MM (Microélectronique & Microcapteurs)

Contacts
Responsable : France Le Bihan (PR, UR1)

Secrétariat : Nathalie Collin (UR1)

Équipe : Liste des membres


Présentation de l’équipe

Objectif principal :

Réalisation de systèmes de détection (systèmes multicapteurs) sur substrats souples.

 

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, à 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 cout (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.).

 

Activité émergente : Cybersécurité

Etude de la robustesse et de la vulnérabilité de circuits électronique sécurisés par injection de fautes simulées par irradiation laser.

 

Thématiques :

Elaboration de circuits en électronique 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’ambia


- Technologie silicium microcristallin : transistors, circuits, capteurs
Circuits réalisés sur substrats souples (Kapton)
 

- Technologie organique (dépôt, évaporation) : Dispositifs performants, circuits
OFET (schéma structurel, dispositifs sous déformations, matrice d’OFET)
 

- Electronique imprimée : Ceradrop printer Xserie - Drop on demand technology
OFET imprimé (schéma structurel, images optiques)
 

Projets :

- 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.

 

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.

Matrice de jauges de contraintes en technologie silicium
 

- 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.
Nanostructures (Nanofils de Germanium, Nanofils et Nanorubans de silicium suspendus)
 

- 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)…
Structure Air-Gap avec canal microfluidique intégré
 

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

Image AFM d’une couche de Perovskite
 

- Développement de technologies pour des dispositifs innovants tels que des cellules photovoltaïques sur verre et sur substrat souple.
 
Cellule solaire à base de perovskite (Schéma structurel et image optique)
 

- Mesure et caractérisation sous illumination AM 1.5G. Analyse de la durée de vie sous illumination spectrale (400nm - 700 nm)
 
Caractérisation d’une cellule solaire (I(V) et puissance)

Collaborations - Relations internationales et nationales

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,
- Université Yamagata – ROEL – Japon,
- Université de Stuttgart – Allemagne,
- Los Alamos National Laboratory – Etats Unis.

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.

Locales :

- Sciences Chimiques UMR6226 – Université de Rennes1 ,
- Laboratoire SATIE , BIOMIS - ENS Rennes,
- IMN Nantes,
- Laboratoire FOTON (UMR 6082) ,
- LTSI, Université de Rennes1.


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Production scientifique Thèses en cours
 
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