Vmicro, spinoff de l’IEMN réalise la configuration verticale du premier microscope de champ proche de l’histoire

APPLIED PHYSICS LETTERS 110, 243101 (2017) [http://dx.doi.org/10.1063/1.4985125]

Instrumentation aux limites : le nouveau microscope à force atomique renouvelé par les capteurs micro-et nano- systèmes, basé sur un microsystèmes

Les microscopes sont des outils de travail quotidiens dans des domaines tels que l’électronique, la chimie, la métallurgie, les sciences de la vie, la recherche en physique. Disposer de microscopes performants est indispensable pour créer de nouvelles filières technologiques (qualifier les matériaux, les procédés) ou encore poser un diagnostic. Bien que très répandus, les microscopes optiques ne suffisent pas toujours à fournir la résolution nécessaire a cause des limites imposées par la diffraction de la lumière.

Une troisième famille de microscopes, dits à sondes locales, a vu le jour dans les années 1980. La technologie la plus répandue est le microscope à force atomique ou AFM pour Atomic Force Microscope. Son principe revient à remplacer le sens de la vue par celui du toucher. Une nano-pointe balaye la surface à observer ligne par ligne, à la manière des non-voyants lisant le braille. La pointe renvoie une mesure de force, et, en assemblant toutes les lignes, le microscope reconstitue une image de la surface. Grâce aux micro-technologies, on sait fabriquer depuis 1985 des pointes extrêmement fines. Cela confère au microscope AFM une résolution lui permettant de voir des nanostructures, des atomes individuels, ou encore des molécules (ADN, protéines). Cependant, jusqu’à maintenant le capteur de force qui fait le lien entre la pointe et la tête de l’appareil avait très peu évolué: il limitait fortement la rapidité de la mesure et nécessitait une instrumentation optique macroscopique qui constitue souvent un verrou.

Depuis 2005, les travaux de l’IEMN sur des technologies MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems ont permis d’explorer une instrumentation basée sur des capteurs renouvelés. Cette approche est repartie à la base par la conception micromécanique de résonateurs à pointes, puis s’est poursuivie sur les aspects instrumentaux.

En 2015, la société Vmicro a été créée en tant que spin-off du laboratoire et poursuit le développement de ces sondes en optimisant toutes les étapes de fabrication en salle blanche, afin de mettre sur pied une production compatible avec les exigences des utilisateurs d’AFM issus de domaines très variés, de la science des surfaces aux biologistes. L’entreprise collabore à travers plusieurs projets avec l’IEMN et une publication commune vient de concrétiser un nouveau saut technologique.

Les chercheurs et ingénieurs ont développé une micro-sonde verticale basée sur un résonateur qui permet de contrôler le mouvement de la pointe de façon optimale et ce à des fréquences de plusieurs mégahertz. Une version plus miniature en technologie NEMS est aussi présentée dans l’article.

Le nouveau capteur, nommé Vprobe, a été utilisé dans un microscope commercial modifié et a été testé avec succès en conditions réelles, aux limites instrumentales permises par le montage. Avec une pointe très élancée, la Vprobe réalise enfin la configuration verticale du premier microscope de champ proche de l’histoire, le STM (scanning tunneling microscope) mais avec les atouts de l’AFM. Des transducteurs inventés pour l’occasion permettent de travailler à très faible impédance.

Référence : Atomic force microscope based on vertical silicon probe – APPLIED PHYSICS LETTERS 110, 243101 (2017)

Benjamin Walter,1 Estelle Mairiaux,1 and Marc Faucher1,2

1 – Vmicro SAS, Avenue Poincaré, 59650 Villeneuve d’Ascq, France
2 – Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie, CNRS UMR 8520, Univ. Lille

 ABSTRACT : A family of silicon micro-sensors for Atomic Force Microscope (AFM) is presented that allows to operate with integrated transducers from medium to high frequencies together with moderate stiff- ness constants. The sensors are based on Micro-Electro-Mechanical-Systems technology. The verti- cal design specifically enables a long tip to oscillate perpendicularly to the surface to be imaged. The tip is part of a resonator including quasi-flexural composite beams, and symmetrical transducers that can be used as piezoresistive detector and/or electro-thermal actuator. Two vertical probes (Vprobes) were operated up to 4.3 MHz with stiffness constants 150 N/m to 500 N/m and the capa- bility to oscillate from 10 pm to 90 nm. AFM images of several samples both in amplitude modula- tion (tapping-mode) and in frequency modulation were obtained. Published by AIP Publishing. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4985125]

SEM images of two micro-fabricated Vprobes.

(a) Vprobe n »1 made on 5 lm device layer SOI wafer: operating frequency 1.18 MHz, stiffness 500 N/m. On this probe, the tip has an electrical access, thanks to metal lines deposited onto lateral beams 4,5.

(b) More miniaturized device Vprobe n »2 made on 500nm thick SOI: operating frequency 4.3 MHz, 150 N/m.

(c) Integrated high aspect ratio silicon tip obtained on Vprobe 1

(d) zoom at the tip apex.

 

 

 

 

Journées SCOPe


22 et 23 juin – IEMN – Amphithéâtre LCI – Villeneuve d’Ascq

L’objectif de ces journées est de réunir au niveau national les acteurs français et francophones impliqués dans la recherche sur le silicium et les semi-conducteurs/oxydes poreux et leurs applications.

Cette 4ème édition des journées SCOPe sera l’occasion pour notre communauté de partager nos dernières avancées dans le domaine et de promouvoir la jeune génération.

Les doctorants et post-doctorants seront prioritaires pour les présentations orales.

Thèmatiques abordées :

  • Elaboration, techniques de fabrication, structures
  • Luminescence et photonique
  • Microélectronique
  • Systèmes et intégration
  • Coatings fonctionnels
  • Capteurs
  • Photovoltaïque
  • Matériaux d’électrodes, énergie, conversion, stockage
  • Imagerie médicale, thérapie

PRESENTATION


Un intérêt nouveau pour les semi-conducteurs poreux a émergé dans la communauté scientifique dans les années 90, notamment grâce à la découverte de la photoluminescence du Si poreux. Les procédés électrochimiques sont devenus des méthodes phares de nano-structuration de la plupart des semi-conducteurs (Si, GaAs, InP, etc…) et ont permis la génération de réseaux poreux auto-ordonnés (Al2O3, TiO2, etc…). Ils ont dès lors été largement étudiés car ils ont ouvert des perspectives pour la fabrication de nano-objets à propriétés nouvelles, en particulier électroniques et optiques. Par la suite, les domaines d’applications potentielles de ces structures anodiques poreuses, n’ont cessé de croître et d’évoluer. En particulier, le Si poreux dotés de fonctionnalités variées a révélé un potentiel considérable pour des applications en opto- et microélectronique, systèmes, capteurs, matériaux pour l’énergie, ainsi que pour la nanomédecine.

Aujourd’hui, le silicium et les semi-conducteurs poreux sont au cœur des intérêts scientifiques de nombreuses équipes de recherche dans le monde entier, attirant l’attention de chimistes, de physiciens, de biologistes et de médecins.

COMITE SCIENTIFIQUE


  • BASTIDE Stéphane – ICMPE-CMTR – Université Paris-Est
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • DJENIZIAN Thierry – MADIREL – Aix Marseille Université
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours
  • SANTINACCI Lionel – CiNaM – Aix Marseille Université

COMITE D’ORGANISATION


  • COFFINIER Yannick – IEMN – Université de Lille 1HOSU
  • Ioana Silvia – IEMN – Université de LilleHAMDI
  • Abderrahmane – IEMN – Université de Lille
  • BILLOUÉ Jérôme – GREMAN – Université de Tours
  • CUNIN Frédérique – Institut Charles Gerhardt Montpellier – Université de Montpellier
  • GAUTIER Gaël – GREMAN – Université de Tours

Pour plus de renseignement : yannick.coffinier@univ-lille1.fr
ou sur le site :scope2017.sciencesconf.org

Offre d’emploi : Ingénieur de Recherche en Micro-fluidique expérimentale, Instrumentation électronique, et prototypage rapide

Dans le cadre d’un projet de maturation SATT NORD, nous recherchons des candidats pour un poste IR dans le groupe AIMAN-FILMS/(LIA LICS-IEMN). Comme indiqué dans le profil ci-dessous, le candidat devra avoir un très bon niveau de connaissances en micro-fluidique expérimentale, Instrumentation électronique, et prototypage rapide.

 

La SATT Nord (Société d’Accélération du Transfert de Technologie) est une société d’investissement filiale des établissements de recherche et d’enseignements supérieurs des Hauts-de-France et de Champagne-Ardenne. La société a pour mission de faciliter l’exploitation sous forme de licensing ou de création d’entreprises, par les acteurs économiques, des innovations issues des laboratoires de recherche du périmètre considéré.

Dans le cadre de son développement, la société, dont le siège est à Lille, recherche un : Ingénieur en Mécanique des Fluides h/f CDI de Chantier basé à Lille (59)

Mots clés : Mécanique des fluides.

Contexte :
Le projet de maturation d’une durée évaluée à 24 mois porte sur la mise au point d’un design optimal de micro-pompe à membrane par commande électro-magnétique. L’objectif du projet est d’atteindre des caractéristiques techniques pour une application définie en réalisant un prototype avancé satisfaisant les cahiers des charges fonctionnels.
Votre mission :
Sous la direction du responsable scientifique du projet, l’ingénieur(e) sera en charge de réaliser un banc de caractérisation automatisé de micropompes, de les caractériser sur le banc lors d’un plan d’expérience, d’optimiser l’actionnement magnétique, de réaliser des tests de mises en série/parallèle et de produire les rapports de synthèses des résultats.

L’ingénieur(e) sera placé sous l’autorité hiérarchique de la SATT NORD.

Votre profil :
Docteur(e) / Ingénieur(e) en mécanique des fluides avec une expertise en micro-fluidique, prototypage rapide, et instrumentation (acquisition et traitement des données, imagerie optique des écoulements). Votre première expérience professionnelle sera un atout quant à une intégration rapide.

Rémunération : selon profil et expérience

Prise de fonction : Le poste est à pourvoir à Lille à compter du mois septembre 2017.

Contact : M. François CARPENTIER – Responsable Ressources Humaines – francois.carpentier@sattnord.fr Réf : 2017-MICROPOMPE-MECA

Merci d’envoyer vos candidatures à : abdelkrim.talbi@iemn.univ-lille1.fr , philippe.pernod@iemn.univ-lille1.fr, farzam.zoueshtiagh@univ-lille1.fr

Wavely, une start-up, née du croisement de la Recherche et de l’Ingénierie, s’installe à l’IEMN

 

Wavely est née du croisement des mondes de la recherche scientifique et de l’ingénierie, avec des innovations développées dans le laboratoire lillois de recherche de l’Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologies (IEMN), rattaché au Centre national de la Recherche Scientifique (CNRS), à l’Institut Supérieur de l’Electronique et du Numérique (ISEN), aux Université de Lille et de Valenciennes, et à Centrale Lille.

 

Wavely est une start-up spécialisée dans le traitement du signal sonore et le développement de capteurs acoustiques connectés pour détecter par le bruit des défauts sur des équipements industriels ou des fuites de gaz, ou effectuer un monitoring de l’environnement sonore en milieu urbain. Co-fondée par Alexis Vlandas (IEMN – Groupe BIOMEMS, chargé de recherche CNRS), Nicolas Côté (acousticien, ex-enseignant chercheur ISEN) et Marion Aubert, à la suite du projet de recherche MEDISOV, Wavely participe à un programme de co-maturation associant la SATT Nord et l’IEMN.

Le bruit est omniprésent dans notre quotidien. Il est souvent perçu comme une pollution, en particulier dans nos villes. Il est aussi un formidable outil d’analyse et de prévention pour repérer et comprendre un dysfonctionnement ou une anomalie.

Wavely est une société spécialisée dans l’innovation en matière acoustique, avec le développement de deux produits :

– le développement de capteurs acoustiques intelligents, connectés et autonomes pour identifier un dysfonctionnement en amont d’une panne sur des équipements industriels

– une cartographie prédictive de l’environnement sonore en milieu urbain intégrant l’ensemble des sources de bruit.

www.wavely.fr

Annuaire Optoélectronique