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Micro-Nano systèmes

Vers des nano-résonateurs plus précis


​​Le Leti, institut de CEA Tech, a mis au point une méthode de diagnostic des perturbations liées au bruit de fond des nano-résonateurs électromécaniques (NEMS), ouvrant la voie à une amélioration de leurs performances. Ces travaux ont fait l'objet d'une publication dans Nature Nanotechnology.​

Publié le 26 août 2016

​Les nano-résonateurs sont utilisés dans l'industrie et la recherche pour détecter des masses ou des forces à l'échelle submicrométrique. Ces capteurs, dont le principe réside dans l'évaluation de la variation de leur fréquence de résonance en présence de la molécule à identifier, présentent toutefois une limite : un bruit de fond parasite les mesures. Ce bruit de fond, qui n'avait pas attiré l'attention des chercheurs jusqu'à présent  reste pourtant largement supérieur à ce que prévoit la théorie.​
Pour en comprendre la raison, les chercheurs du Leti ont mis au point un protocole d'analyse sur des résonateurs en silicium monocristallin très pur. Ils ont ainsi pu mettre en évidence l'existence de deux types de bruit de fond distincts : d'un côté le bruit de fond prévu par la théorie, mais aussi un bruit de fond inattendu lié à une variation de fréquence de résonance intrinsèque au résonateur. Ce dernier est responsable de la dégradation des performances des nano-résonateurs utilisés comme capteurs.
Protégé par un brevet, le protocole de caractérisation permet non seulement de distinguer les deux types de bruits de fond, mais également de les quantifier. Ces travaux ouvrent la voie à l'amélioration des performances des résonateurs en mettant au point des mécanismes de compensation. Ils s'appliqueront à tous les micro-résonateurs MEMS et NEMS basés sur la détection résonante (capteurs gravimétriques, de force, transduction résonante).​

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