Nanosystèmes électromécaniques

Auteur(s) :

Duraffourg, Laurent Découvrir l'auteur

Résumé

Une présentation des aspects théoriques et technologiques des nanosystèmes électromécaniques (NEMS). Les auteurs exposent leurs principes de base ainsi que les méthodes de transduction des déplacements nanométriques. Ils décrivent enfin les techniques d'interfaçage avec le monde macroscopique. ©Electre 2015

Autre(s) auteur(s)
- Arcamone, Julien
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2015
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (198 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 16 cm
Collections
- Électronique
Sujet(s)
- Nanosystèmes électromécaniques
ISBN
- 978-1-78405-072-6
Indice
- 621.45 Microélectronique (transistors, composants, circuits intégrés)
Quatrième de couverture
- Les propriétés physico-chimiques et électromécaniques des nanosystèmes mécaniques (NEMS) permettent de sonder le monde de la physique moléculaire et supramoléculaire. La réalisation de ces démonstrations scientifiques demande un soin particulier dans le choix de l'instrumentation à utiliser et pour la conception des nano-objets.
  Cet ouvrage présente les démarches scientifiques ad hoc requises pour optimiser ces conditions de réalisation. Étudiant les nanosystèmes sous l'angle de l'automatique, de l'électronique et de la physique, il traite à la fois leurs aspects théoriques et technologiques.
  Nanosystèmes électromécaniques expose les principes de base des NEMS et les méthodes de transduction des déplacements nanométriques, et ensuite il décrit les techniques d'interfaçage avec le monde macroscopique basées sur leur co-intégration avec des circuits. Les principaux travaux théoriques et expérimentaux sur les effets d'échelle sont également présentés ainsi que de nouveaux paradigmes d'application des NEMS.
Tables des matières
- - Nanosystèmes électromécaniques
  - Laurent Duraffourg
  - Julien Arcamone
  - ISTE
  - Avant-propos9
  - Chapitre 1. Des mems aux nems11
  - 1.1. Les micro et nanosystèmes électromécaniques : état des lieux11
  - 1.2. Conclusion20
  - Chapitre 2. Transduction à l'échelle nanométrique et notion de bruit23
  - 2.1. Fonction de transfert mécanique24
  - 2.2. Les principes de transduction30
  - 2.2.1. L'actionnement de nanostructures33
  - 2.2.1.1. Actionnement magnétique33
  - 2.2.1.2. Actionnement électrostatique35
  - 2.2.1.3. Actionnement thermoélastique37
  - 2.2.1.4. Actionnement piézoélectrique38
  - 2.2.2. La détection40
  - 2.2.2.1. Détection magnétique41
  - 2.2.2.2. Détection capacitive42
  - 2.2.2.3. Détection par effet transistor : SG-MOSFET44
  - 2.2.2.4. Détection piézorésistive46
  - 2.3. Auto-oscillation et bruits59
  - 2.4. Conclusion66
  - Chapitre 3. Intégration mololithique des NEMS avec leur électronique de lecture69
  - 3.1. Préambule69
  - 3.1.1. Pourquoi intégrer les NEMS avec leur électronique de lecture ?69
  - 3.1.2. Quelles différences entre les MEMS-CMOS et les NEMS-CMOS ?70
  - 3.2. Avantages et principales approches de l'intégration monolithique71
  - 3.2.1. Comparatif des schémas d'intégration et de leur performance électrique71
  - 3.2.2. Les oscillateurs NEMS-CMOS en boucle fermée : la brique de base essentielle des capteurs fréquentiels à base de NEMS76
  - 3.2.3. Etat de l'art des principales réalisations sous l'angle de la technologie de fabrication77
  - 3.3. Analyse de quelques réalisations significatives sous l'angle du principe de transduction81
  - 3.3.1. Exemples de NEMS-CMOS capacitifs82
  - 3.3.1.1. Auto-oscillateur 8 mhz à base de NEMS en Si-mono (travaux du CEA-LETI)82
  - 3.3.1.2. Auto-oscillateur 11 mhz à base de NEMS en polySi (travaux de l'UAB)86
  - 3.3.2. Exemples de NEMS-CMOS piézorésistifs87
  - 3.3.2.1. Résonateurs crossbeams 100 mhz du CEA-LETI avec procédé CMOS FDSOI87
  - 3.3.2.2. Transistors à canal résonant du MIT avec procédé CMOS SOI d'IBM90
  - 3.3.3. Approches alternatives90
  - 3.4. Conclusions et perspectives futures92
  - Chapitre 4. NEMS et effets d'échelle95
  - 4.1. Introduction95
  - 4.1.1. Pertes intrinsèques102
  - 4.1.1.1. Interaction phonon/phonon102
  - 4.1.1.2. Interactions électron/phonon103
  - 4.1.1.3. Systèmes à deux niveaux103
  - 4.1.1.4. Effets de surface103
  - 4.1.2. Pertes extrinsèques103
  - 4.1.2.1. Interactions fluidiques103
  - 4.1.2.2. Dissipation de l'énergie mécanique dans le support107
  - 4.2. Effet de champ proche dans une nanostructure : la force de Casimir108
  - 4.2.1. Explication intuitive de la force de Casimir108
  - 4.2.2. Position du problème110
  - 4.2.3. Calcul rigoureux de la force de Casimir entre deux lames de silicium112
  - 4.2.4. Impact de la force de Casimir dans un nanoaccéléromètre118
  - 4.2.5. Conclusion122
  - 4.3. Exemple d'effets d'échelle « intrinsèques » : lois de conduction électrique123
  - 4.3.1. Résistivité électrique123
  - 4.3.1.1. Appauvrissement en porteurs de charge123
  - 4.3.2. Effet piézorésistif131
  - 4.3.2.1. Rappel théorique131
  - 4.3.2.2. Mesure préliminaire132
  - 4.4. Nano-oscillateurs optomécaniques et optomécanique quantique140
  - 4.5. Conclusion151
  - Chapitre 5. Conclusion et perspectives applicatives : de la physique fondamentale à la physique appliquée153
  - 5.1. Capteurs de force153
  - 5.2. Capteurs de masse155
  - 5.2.1. Capteur de gaz156
  - 5.2.2. Spectrométrie de masse160
  - 5.3. Conclusion167
  - Annexes169
  - Constantes physiques177
  - Notations179
  - Bibliographie181
  - Index197
Origine de la notice:
- Electre