Les microsystèmes électromécaniques (MEMS) sont des systèmes intégrés miniaturisés qui contiennent des transducteurs pour transformer des événements physiques, chimiques ou biologiques en signaux électroniques, et vice-versa. Ils représentent toutes les fonctions de capteurs et d’actionneurs ultra petits qui peuvent être intégrés dans une seule puce, comme les gyroscopes, les accéléromètres, les capteurs de champ magnétique, les microphones, les capteurs de température et de pression. Ils sont fabriqués à l’aide de techniques adaptées à la fabrication CMOS, à laquelle ils sont parfois intégrés.

Les applications vont de l’automobile à l’aérospatiale, en passant par la robotique, l’automatisation, le biomédical, les objets portables, les systèmes photoniques et les soins de santé. Parmi les atouts particuliers des MEMS avancés figurent des fonctionnalités telles que la micro/nanofluidique, les MEMS en polymères souples biodégradables ou l’électronique transitoire utilisant des matériaux biodégradables, ainsi que les éléments imprimés en 3D. La taille des MEMS s’étend du nanomètre (sondes de balayage) à des centaines de micromètres. Le conditionnement et l’assemblage constituent un défi majeur persistant pour les MEMS.

La nanotechnologie se concentre sur le développement de processus de précision pour la fabrication d’une large gamme de systèmes électroniques/mécaniques/électromécaniques. Dans ce domaine, nous nous concentrons sur le développement de nouveaux outils pour la fabrication de précision et sur l’utilisation de ces outils pour fabriquer de nouveaux dispositifs et systèmes. Ceci est associé au développement et à l’utilisation de nouveaux matériaux pour permettre de nouvelles fonctionnalités. Ces éléments sont ensuite combinés pour faciliter la réalisation de nouveaux types de systèmes qui sont eux-mêmes miniaturisés ou qui exploitent la précision à l’échelle nanométrique pour assurer leur fonctionnalité. Les domaines d’application comprennent les dispositifs à semi-conducteurs, les capteurs, les actionneurs, la microfluidique et la microrobotique.

Principaux thèmes de recherche

• Nanomatériaux et nouveaux matériaux fonctionnels : développement et exploitation de nouveaux matériaux pour les micro- et nano systèmes fonctionnels, en mettant l’accent sur leurs propriétés fonctionnelles. Ici, nous allons au-delà du développement de matériaux purs et les appliquons à la réalisation de dispositifs et de systèmes intégrés. Ce thème a des liens transversaux étroits avec l’Institut des sciences et génie des matériaux (IMX).
• Outils et processus de nanofabrication : le développement de nouveaux outils et de nouvelles capacités pour la micro et la nanofabrication, avec un accent particulier sur le développement de capacités de fabrication de haute précision pour les classes de matériaux susmentionnées, permettant leur intégration.
• MEMS, capteurs et actionneurs : développement de processus et de systèmes qui exploitent la nanofabrication pour réaliser des dispositifs et des systèmes en interface avec le monde physique, y compris diverses catégories de capteurs et d’actionneurs. Les sujets d’intérêt comprennent les MEMS à base de silicium, les dispositifs polymères et les systèmes souples, ainsi que les dispositifs basés sur des matériaux nanostructurés, y compris, mais sans s’y limiter, les nouvelles méthodes de détection grâce aux propriétés intelligentes à l’échelle nanométrique (par exemple, l’effet mémoriel).
• Microfluidique et interface avec la biologie : exploitation de la micro et de la nanofabrication pour réaliser des systèmes qui manipulent des fluides et interagissent avec eux, et qui fournissent des interfaces avec des matériaux biologiques. Les domaines d’intérêt comprennent la réalisation de systèmes microfluidiques intégrés, ainsi que la stimulation et l’enregistrement d’interfaces biologiques. Ce thème a donc des liens transversaux étroits avec le thème plus large de l’Institut Neuro X .