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Dans le but de générer de la lumière blanche, une diode bleue peut être associée à des luminophores qui convertissent une partie de la lumière bleue de la diode en une lumière visible de plus basse énergie. Classiquement, cette conversion de lumière est assurée par des luminophores de taille micronique, du YAG:Ce le plus souvent. Compte tenu de la taille des luminophores, ces couches sont diffusantes, ce qui favorise l'extraction hors de la couche haut-indice de la lumière émise. Mais cette extraction n'est pas contrôlée et entraîne des pertes d'énergie. Afin de diminuer ces pertes dues à la diffusion, notre stratégie consiste à réaliser des couches de conversion de lumière à base de nanoparticules au lieu des luminophores microniques classiquement utilisés. Pour pouvoir prévoir et contrôler complètement l'extraction de la lumière alors guidée dans la couche de conversion transparente, la microstructure diélectrique de la matrice contenant les nanoparticules doit être optimisée. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence, sur des couches modèles composées d'une matrice sol-gel contenant des luminophores moléculaires, la possibilité d'extraire la lumière piégée dans une couche luminescente par une structuration périodique adéquate de sa surface. Un facteur 10 d'extraction a notamment été obtenu aux petits angles, correspondant à un facteur 5 en intégrant sur tous les angles. Nous avons ensuite développé des nanoparticules de YAG:Ce dont les propriétés optiques ont été optimisées pour se rapprocher de celles du matériau massif. Une procédure de recuit protégé a notamment été développée, permettant d'améliorer considérablement la photostabilité et le rendement interne des nanoparticules tout en conservant leur petite taille et leur bon état de dispersion. Enfin les particules ont été incorporées dans des couches transparentes afin de réaliser des couches de conversion de lumière, qui ont ensuite été déposées sur des diodes bleues.

The aim of this study was to investigate the viability of patterning by immobilization, photocatalytic removal, and re-immobilization steps of the enzyme on photocatalytically active thin films for biosensor fabrication purposes. For this aim, TiO2-SiO2-Au sol-gel colloids were synthesized and deposited on glass substrates as thin films by dip coating. Cysteamine linker was assembled on gold nanoparticles to functionalize thin films with amine groups for immobilization of model enzyme invertase. Effect of immobilization temperature, enzyme concentration of the immobilization solution and immobilization period on invertase immobilization were investigated. The immobilized invertase activity was found independent from the immobilization temperature in the range tested (4oC-room temperature). The optimum enzyme concentration and period for immobilization was determined as 10&micro / g/ml and 12 hours respectively. The resulting invertase immobilized thin films showed high storage stability retaining more that 50% of their initial activity after 9 weeks of storage. Photocatalytic enzyme removal and re-immobilization studies were carried out by irradiating the invertase immobilized thin films with blacklight. Upon 30 minutes of irradiation, immobilized invertase was completely and irreversibly inactivated. Initial immobilized invertase activity (before the irradiation) was attained when invertase was re-immobilized on thin films that were irradiated for 5 hours. Thus it was inferred that with sufficient exposure, enzymes can be completely removed from the surfaces which makes the re-immobilization possible. The possibility of enzyme removal with photocatalytic activity and re-immobilization can pave the way to new patterning techniques to produce multi-enzyme electrode arrays.