Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets

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Elaboration de capteurs capacitifs à nanoparticules

Pour déployer des réseaux de capteurs communicants à grande échelle dans des systèmes embarqués, il est nécessaire d’avoir des capteurs sans fil, à faible consommation. Forte de son expérience sur les jauges de contrainte résistives à nanoparticules, l’équipe Nanotech a étudié la possibilité d’élaborer des jauges de contrainte capacitives à nanoparticules. Grâce à un modèle analytique, le design des capteurs a été optimisé de façon à maximiser la capacité de la zone active constituée d’une assemblée monocouche de nanoparticules d’or réalisée par CSA, habituellement négligée dans la littérature car très faible. Cette étude a montré qu’une zone active de 1mm2 adressée par des peignes inter digités permettait d’atteindre des capacités > 1pF exploitables. L’étude électromécanique de ces capteurs avec des nanoparticules d’or de 14nm a révélé une sensibilité 5 fois supérieure aux jauges capacitives conventionnelles (Figure 1). La démonstration qu’un simple circuit bas coût à base d’un microcontrôleur permet de réaliser les mesures sur ces jauges ouvre des perspectives prometteuses sur la faisabilité d’un setup entièrement sans fil.

Figure 1 : (a) Images optique et par microscopie électronique d’une jauge de contrainte capacitive à nanoparticules, (b) caractéristique électromécanique typique en fonction de la taille des nanoparticules utilisées (7nm, 12nm et 14nm)