Published November 30, 1992
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Molecular recognition applied to gas detection: the contribution of Langmuir-Blodgett films
Description
In the first part of this research thesis, the author presents the Langmuir-Blodgett technique and outlines how it can face the challenge of molecular electronics. Then, he proposes an overview of the state-of-the-art of chemical sensors based on LB films, and an assessment of the state of the art of conductive LB films based on TCNQ (tetracyanoquinodimethane) and on tetrathiafulvalene for which the author proposes a modelling. He describes how phosphine sensors with varying conductivity based on TCNQ-based conductive LB films have been developed and reports the study of electric performance of these sensors. He describes and compares mechanisms of interaction of phosphine with conductive LB films for films based on TCNQ and those based on tetrathiafulvalene
Abstract (French)
Ce memoire montre la faisabilite d'utiliser les films de Langmuir-Blodgett (LB) conducteurs 'dopes' par les vapeurs oxydantes d'iode comme capteurs de gaz reducteur (la phosphine PH3) a variation de conductivite. Plusieurs complexes a transfert de charge a base de derives de tetracyanoquinodimethane (DCP-TCNQ(22 carbones) et ODP-TCNQ(18 carbones)) et d'un derive de tetrathiafulvalene EDT(SC18)2 (18 carbones)) sont etudies en termes de performances et de mecanismes de detection. Pour assurer la detection, nous avons choisi d'effectuer une simple et directe mesure de resistance electrique en courant continu. Ainsi lors des expositions au gaz, le film LB conducteur montre de spectaculaires diminutions irreversibles de conductivite electrique facilement mesurables par les variations de resistance electrique (ΔR/R). Les performances de chaque capteur et les mecanismes de detection sont etudies pour des temperatures de fonctionnement proches de la temperature ambiante et des expositions au gaz dilue dans l'air sec de 10 minutes. Nous montrons alors que la sensibilite limite pour la phosphine depend: - de la longueur de la chaine aliphatique de la molecule utilisee: - une chaine aliphatique 'plutot courte' semble necessaire pour obtenir des sensibilites limites (inferieures a quelques parties par million de phosphine) de l'ordre de grandeur de celle demandee par l'industrie (0,3 v.p.m). - du 'passe' du film LB conducteur: - une etape de presensibilisation par de fortes quantites de phosphine est necessaire pour obtenir une reponse electrique positive des films LB a base d'ODP-TCNQ aux faibles doses alors que les films LB a base d'EDT(SC18)2 sont eux, directement sensibles aux faibles doses. Les caracteristiques de detection peuvent etre interpretees par - l'introduction de defauts (sous forme de phosphates) a l'interieur des colonnes conductrices (ID) pour les films conducteurs d'ODP-TCNQ (amplification moleculaire) alors qu'il s'agit d'un reel dedopage du film conducteur d'EDT(SC18)2 (disparition de l''iode'). - l'accessibilite des sites de detection: la phosphine ne diffuse pas a travers les films d'ODP-TCNQ ce qui permet d'expliquer pourquoi le delai de reponse est anormalement long (1 minute) alors qu'elle diffuse facilement dans les films d'EDT(SC18)2. (auteur)Files
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Reconnaissance moleculaire appliquee a la detection de gaz: l'apport des films de Langmuir-Blodgett
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 263 p.
- Report number
- FRCEA-TH--8046
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 48018521
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- CHARGE TRANSPORT; CRYSTAL DEFECTS; CRYSTAL DOPING; DICHROISM; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRIC CONDUCTORS; IODINE; MOLECULAR CRYSTALS; MOLECULAR STRUCTURE; PHOSPHINES; REDUCTION; SENSITIVITY; SENSORS; STRUCTURAL CHEMICAL ANALYSIS; STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIPS; THIN FILMS; TTF-TCNQ
- Descriptors DEC
- CHEMICAL REACTIONS; CRYSTAL STRUCTURE; CRYSTALS; ELECTRICAL PROPERTIES; ELEMENTS; FILMS; HALOGENS; HETEROCYCLIC COMPOUNDS; NITRILES; NONMETALS; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; ORGANIC SULFUR COMPOUNDS; ORGANIC SUPERCONDUCTORS; PHOSPHORUS COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; SUPERCONDUCTORS
Optional Information
- Notes
- 156 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/