Electrogreffage localisé de films minces organiques sur substrats conducteurs ou semi-conducteurs.

1. + Active working electrode area Reference electrode Counter electrode n mask CE 26000 N1s hn Electroactivation Grafting Side reaction or polymerization 24000 + 22000 WE 20000 Glass port-hole 18000 Electrolytic solution Electrolytic Scotch tape ? cps (u.a..) 16000 14000 12000 EG gate 200 nm wide 10000 35 nm high 8000 Poly Si 6000 source drain 4000 SiO2 404 402 400 398 396 394 392 406 n++ n++ Energie de liaison (eV) Mono Si 100 µm XPS Si(n) Si(n) Si(n) [-CH2-C(CH3)CN-]n Si (100) homogène Polarisé à -3.2V Côté Au du substrat composite polarisé à -3.2V par la face Si PMAN/Au PMAN/Au PMAN/Au Côté Si du substrat composite polarisé à -3.2V par la face Si Si (100) avant EG n n n n++ n++ SiH n n++ n n n++ n++ n++ 100 µm 100µm Electrogreffage localisé de films minces organiques sur substrats conducteurs ou semi-conducteurs. Julienne Charlier, Elisabeth Clolus, Achraf Ghorbal, Federico Grisotto, Serge Palacin CEA, IRAMIS, SPCSI, Laboratoire de Chimie des Surfaces et Interfaces Julienne.charlier@cea.frJournées NanomicroTechnologies, Paris, 5-6 février 2009 Le greffage localisé, à une échelle micronique ou submicronique, de composés organiques sur des surfaces est une étape clé dans la réalisation de nombreux tests biologiques, de composants électroniques ou bio-électroniques et dans les stratégies d'analyse combinatoire. La plupart des techniques existantes nécessitent de nombreuses étapes et ont un coût élevé de mise en œuvre. L’objectif de notre étude est donc de développer différentes techniques bon marché, permettant de fonctionnaliser localement, sans faire appel à la lithographie, des substrats conducteurs ou semi- conducteurs initialement homogènes ou non. • Le procédé d’électrogreffage s’applique aux monomères vinyliques dont la polymérisation peut être initiée : • par voie anionique, en solvant organique anhydre, par réduction électrochimique des monomères • par voie radicalaire à partir des radicaux aryls provenant de la réduction électrochimique en milieu aqueux des sels de diazonium. PAA, -OH PNB, bend. NH2 PAA, str. C=O PNB, str. NO2 Localisation assistée par la lumière Sélectivité cinétique et/ou ohmique Si(n) Si(n) Si(n) Au Au Au 180 180 180 µ µ µ m m m n n++ E<< -2V Localisation assistée par le courant E = -1V SECM Mode statique Mode dynamique XPS localisé C 1s n++ n Du modèle …. …. À la réalisation AFM-SECM La réaction d’électrogreffage conduit dans tous les cas à la formation d’une véritable liaison covalente à l’interface substrat/polymère. Le procédé d’électrogreffage garantit ainsi une interface robuste, et offre une capacité de fonctionnalisation « à façon » du film de polymère greffé.