Résumé de thèse Mickaël Roffat - Résumé

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Résumé de thèse Mickaël Roffat - Résumé

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• Publié par: evibetah
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• Langue: Français

Extrait

Du 9 au 14 décembre 2007, Pornichet (44) Résumé Titre :Développement d’un nouveau microcapteur de pH Mots clés :conducteur ionique, capteur de pH, lanthane, lithium, titane, perovskite, couches minces, synthèse sol-gel, céramique. Nom et Prénom :Photo :Encadrants : ROFFAT MickaëlBOHNKE Odile* BOHNKE Claude* DEBARNOT Dominique** Laboratoire : *Laboratoire des Oxydes et des Fluorures (LdOF, Le Mans) **Polymères, Colloïdes et Interfaces (PCI, Le Mans) École Doctorale : UNIVERSITE DU MAINE Adr : Maison de l’Université, Av. OLIVIER MESSIAEN, 72085 LE MANS CEDEX 9 [e-mail] Description des travaux de recherche : Le titanate de lithium et de lanthane (LLTO) est un matériau qui a suscité de nombreuses études du fait de + –3-1 son importante conductivité ionique par les ions Li(σà 25 °C), ce qui le place parmi les meilleursS cm= 10 conducteurs ioniques cristallisés, à l'heure actuelle [1]. Il est très stable thermiquement (4 K à 1600 K), électrochimiquement (plus de 8V) et non hygroscopique. L'utilisation de ce matériau, sous forme de céramiques, comme membrane pour capteurs de pH est actuellement en cours de développement [2, 3]. La méthode de synthèse la plus utilisée est une méthode classique de chimie du solide (SSR) qui requiert des températures élevées (jusqu'à 1200 °C) et des temps de synthèse longs (36 heures) nécessitant des broyages successifs.  L’objectifque nous poursuivons est de préparer des couches minces (100 nm – 1 µm) de cet oxyde afin de réaliser des microcapteurs de pH pouvant être inclus par la suite dans des systèmes multicapteurs. Pour cela, des méthodes de synthèse, faisant appel à la chimie en solution, ont été mises en oeuvre. Elles permettent de passer par un état visqueux qui donne la possibilité de réaliser des couches minces. Ces méthodes nous ont également permis de diminuer considérablement les températures et les temps de synthèse. L’utilisation d’alcoxydes, généralement utilisés pour des synthèses sol-gel classiques permettant des dépôts simples par dip- ou spin-coating, a été rapidement abandonné du fait de la difficulté d’obtenir l’oxyde à l’état très pur. La méthode Pechini (en solution aqueuse) a été optimisée pour l’obtention de poudres de LLTO, mais l’adhérence sur nos substrats s’est avérée très mauvaise. En revanche, la méthode EISA (Evaporation Induced Self-Assembly), présentée ici s’est avérée très intéressante, d’une part parce qu’elle permet l’obtention de poudres de LLTO pur, et d’autre part, parce que l’adhérence sur nos substrats est excellente [4,5].  Dèsl’optimisation de cette synthèse, le choix du substrat et les paramètres de déposition ont été étudiés afin de permettre la réalisation de couches minces non fissurées, homogènes et les plus denses possibles afin de limiter par la suite les réactions entre les solutions tests et le substrat. La porosité des couches étant un problème important de la méthode EISA, plusieurs solutions ont été envisagées, dont le multi-couches (dépôts successifs de couches minces) ou la réalisation de couches épaisses plus denses (1 – 10 µm). Pour cette dernière option, le but est de créer une solution composite de grains LLTO fabriqués par la méthode Pechini mis en suspension colloïdale dans une solution de précurseurs synthétisée par EISA à l’aide d’un dispersant. Les grains seraient en fait des briques qui s’empileraient pour réaliser des couches et la solution de précurseurs représenterait le ciment pour tenir ces grains sur le substrat. Bibliographie [1] O. Bohnke, C. Bohnke, J.L. Fourquet,Solid State Ionics,1996,91, 21-31 [2] C. Bohnke, O. Bohnke, J.L. Fourquet, H. Duroy, A. Leblé, brevet français 0210730, WO patent 2004/020360 [3] C. Bohnke, H. Duroy, J.-L. Fourquet,Sensors and Actuators B,2000,89, 240-247. [4] T.N.H. Le, Q.N. Pham, O. Bohnke, C. Bohnke,Journal of SolGel Science and Technology, soumis [5] M. Roffat, C. Bohnke, S. Kodjikian, O. Noël, O. Bohnke,New Journal of Chemistry,soumis