Nano-résonateurs pour détection de masse haute résolution
Les avancées de la nanotechnologie ont permis la miniaturisation de micro-consoles utilisées largement dans des applications de capteurs basées sur la détection de modifications de contrainte de surface en tant que signal réponse. On peut détecter l'absorption et la déposition de composants sur des consoles vibrantes à échelle du nanomètre en surveillant les variations de la fréquence de résonance résultant de la masse ajoutée. Les structures du nano-résonateur sont stimulées en vibrations latérales par un courant AC/DC appliqué entre la console suspendue et une électrode parallèle fixe. Les variations de fréquence de résonance dans la console sont observées en tant que variations de capacité. Le résultat des innovations technologiques effectuées au cours du projet NANOMASS II, est un système sur puce complet développé pour éliminer la capacité passive introduite par les points de liaison externes et les câbles. Un circuit complémentaire à semi-conducteurs à oxyde métallique (CMOS), destiné à la stimulation et la lecture de la déflexion de la console, a été intégré à la console en combinant les techniques CMOS standards et les nouvelles méthodes de nanofabrication. Des nano-consoles ultra-plates en chrome ont été définies par lithographie électronique utilisant un masque double-couche de matériel résistant sur une puce en silicone. Après le processus de décollage, les nano-consoles ont été détachées du substrat par gravure ionique réactive avancée. Les nano-consoles en chrome résultantes étaient longues de 3µm et larges de moins de 90nm. En alternative, des empreintes quartz spécifiques ont été utilisées pour définir les nano-consoles sur les substrats CMOS en nano-lithographie d'impression (NIL). Les deux différents processus de nano-lithographie ont été comparés afin d'évaluer leurs avantages et limites en termes de réduction, capacité et de leur compatibilité avec le CMOS. Lors de la fabrication de tels systèmes nano-électromécaniques (NEMS), une connaissance détaillée de leurs propriétés électriques et mécaniques est très importante pour leur utilisation en tant que capteurs de molécules simples ultra sensibles. Les propriétés locales élastiques des nano-consoles de différentes longueurs sont estimées en les pliant mécaniquement avec la pointe d'un microscope à force atomique (AFM) et en mesurant le déplacement de leur flexion. Des indications précises et quantitatives sur les déflexions des nano-consoles à utiliser afin d'estimer les dimensions nécessaires des consoles pour obtenir les meilleures performances possibles du capteur de masse ont résulté de ces essais.
