Modélisation, fabrication et caractérisation expérimentale de réseaux MEMS faiblement couplés pour la détection de masse

par Toky Rabenimanana

Projet de thèse en Mécanique

Sous la direction de Joseph Lardies, Vincent Walter et de Najib Kacem.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) et de Département Mécanique Appliquée (equipe de recherche) depuis le 16-10-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de la thèse est d'investiguer les potentialités du phénomène de localisation de modes dans le domaine d'application de la détection de masse. Cette étude comportera par conséquent une partie de conception et de dimensionnement d'un détecteur de masse à base de réseaux MEMS faiblement couplés. Une deuxième partie de l'étude s'attachera à la fabrication des dispositifs nécessaires à l'étude et à leur exploitation. Le principe visé exploite la propriété des réseaux faiblement couplés connue sous le nom de localisation de modes. La localisation de modes apparait dans les systèmes faiblement couplés dans lesquels est introduite une perturbation . Dans l'application visée, la perturbation serait une masse venue se déposer sur une surface préalablement fonctionnalisée du réseau. L'intérêt de ce principe réside dans sa grande sensibilité, estimée à un ordre de grandeur supérieur à celui d'une détection basée sur le shift en fréquence. Ce principe a déjà été en partie investigué par Speltzer et al.. La difficulté soulevée par les auteurs est celle des imperfections liées à la fabrication, qui ne permettent pas d'obtenir un système faiblement couplé parfaitement symétrique dans son état initial non perturbé.

  • Titre traduit

    Modeling, fabrication and experimental characterization of weakly coupled MEMS arrays for mass detection


  • Résumé

    The goal of the PhD is to investigate the potential of the mode localization effect in the field of mass detection. This work will thus include a part dealing with designing and modeling of a mass detector based on weakly coupled MEMS arrays. A second part of the work concerns the fabrication of the devices and their experimental characterization. The physical principle referred takes advantage of the property of weakly coupled arrays known as mode localization. This phenomenon appears in weakly coupled systems in which a perturbation is introduced . In the targeted application, the perturbation will be a mass added on a functionalized surface of the array. This principle has a high sensitivity, though to be an order of magnitude higher than the detection based on the frequency shift. This principle has already been partly investigated by Spletzer and al.. The major problem raised by the authors is that the manufacturing tolerances introduce initial disorder so that the system is not perfectly symmetric in its initial state.