Séminaire de Laurent Francis

>Retrouvez la présentation diffusée lors du séminaire en bas de page. 

Laurent Francis : 

Laurent A. Francis est professeur au département d'ingénierie électrique de l'Université catholique de Louvain (UCLouvain) en Belgique, où il enseigne depuis 2007. Il a obtenu son master en ingénierie en 2001 et son doctorat en 2006, tous deux à l'UCLouvain. Ses recherches doctorales, menées à l'imec à Louvain (lien en anglais), en Belgique, ont porté sur les biocapteurs acoustiques et optiques et les RF-MEMS piézoélectriques. En 2011, il a été professeur invité à l'Institut interdisciplinaire pour l'innovation technologique (3IT) de l'Université de Sherbrooke au Canada. Ses recherches actuelles portent principalement sur les microcapteurs intégrés pour des applications biomédicales et environnementales dans le contexte de l'Internet des objets et des environnements difficiles, avec un accent particulier sur le silicium poreux et le dépôt de couches atomiques (ALD). Ses recherches sur les capteurs de gaz ont conduit à la création en 2019 de la société dérivée VOCSens (lien en anglais) située à Louvain-la-Neuve, en Belgique, par son ancien doctorant, le Dr Thomas Walewyns. Laurent A. Francis a contribué à plus de 150 articles de recherche dans des revues internationales, coédité deux livres et détient six brevets. Il est également membre du conseil d'administration du Comité national belge pour le génie biomédical et membre régulier de l'IEEE.

Résumé du séminaire en anglais : 

Thin-film membranes are versatile components integrated into microsystems, serving either as sensing or actuation elements. Porous silicon (PSi) and silicon-on-insulator (SOI) supported membranes have demonstrated significant potential across various applications due to their unique structural and functional properties, such as flexibility, thermal insulation, optical properties, and chemical sieving. In this presentation, we will address advancements in the fabrication and applications of these specific membranes, focusing on two cases demonstrating their constraints and their benefits: one related to biosensing and the other to the low-power thermal recovery of irradiated electronics [1,2].

PSi supported membranes, created by the electrochemical etching of silicon to form a porous layer, have been used in a wide variety of applications, including drug delivery, microelectronics, and particularly optical biosensing. We demonstrated that the passivation of PSi membranes with metal oxides improves their stability in saline solutions and enhances their optical signal-to-noise ratios. Atomic layer deposition (ALD) of aluminum oxide (Al₂O₃), hafnium oxide (HfO₂), and titanium oxide (TiO₂) was tested and compared. These advancements have enabled the sensitive and selective optical detection of bacterial lysates, including Bacillus cereus, and the development of flow-through analyte interactions, which improve detection efficiency without the specific need for surface functionalization.

Under irradiation, such as gamma rays, MOSFETs experience shifting threshold voltages due to Total Ionizing Dose (TID) defects induced by this radiation. We demonstrated the in-situ recovery of on-membrane partially-depleted (PD-SOI) MOSFETs. This recovery is achieved through thermal annealing techniques, which neutralize radiation-induced oxide defects, restoring the electrical characteristics of the transistors. Although membrane fabrication induces its own category of defects, our approach allows recovery with low power requirements and fast response times.