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Start-up

Vmicro : la microscopie à force atomique enfin renouvelée

La start-up issue de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie1 développe différentes filières technologiques de capteurs microsystèmes. Elle vient de développer une nouvelle famille de sondes pour microscope à force atomique (AFM), qui ouvre la voie à l'acquisition plus rapide d'images, et à l'utilisation de l'AFM dans des environnements complexes.

Le microscope à force atomique (AFM) est utilisé par de nombreux laboratoires de recherche pour visualiser la surface des matériaux au niveau des atomes ou des molécules. Son principe repose sur une nano-pointe qui balaye la surface à explorer, et mesure la force ressentie quasiment à son contact. La technique permet de reconstruire, ligne par ligne, une image de la nanostructure de la surface. Des secteurs très divers utilisent l'AFM, comme l’électronique, la métallurgie, les sciences de la vie... Le capteur AFM le plus répandu est basé sur un micro levier à bas coût et répondant aux besoins standards d’imagerie. Cependant, depuis les années 1980, ce capteur a peu évolué : dans de nombreuses applications, c’est maintenant lui qui limite les performances globales de l’instrument.

Depuis plus de dix ans, l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie1 étudie l'utilisation des microsystèmes électromécaniques, Mems, pour créer de nouvelles sondes de microscope à force atomique. Ces recherches ont débouché en 2015 sur la création de la start-up Vmicro, dont la vocation est de commercialiser une nouvelle génération de sondes AFM, et plusieurs brevets2 ont été déposés depuis. Ces sondes répondent aux besoins d'utilisateurs freinés par les technologies actuelles. Pour cela, la start-up Vmicro utilise la salle blanche de l'IEMN, une des cinq centrales du réseau Renatech et bénéficie d’un écosystème dynamique dans le domaine du champ proche, l’Equipex Excelsior, et du soutien du CPER P4S3 pour accélérer l’industrialisation de ses capteurs.


Vmicro propose des sondes capables de balayer beaucoup plus rapidement l'échantillon, afin d'accélérer l'acquisition des images de la surface. La solution consiste à intégrer au capteur un résonateur haute fréquence qui permet de réaliser plus vite la mesure. Parmi l'offre technologique de la start-up, la Vprobe4 est une sonde avec une pointe cinq fois plus longue que dans les sondes traditionnelles, par exemple pour explorer des trous ou des tranchées dans les microstructures. La Vprobe comprend aussi des capteurs avec transducteur intégré : la conversion de la mesure effectuée par la pointe en signal électrique est réalisée par le capteur, alors que dans un AFM traditionnel, c'est un dispositif laser qui effectue la transduction. Le transducteur intégré intéresse les utilisateurs d'AFM en environnement complexe : AFM dans un microscope électronique, AFM fonctionnant sous l'ultra-vide ou à basse température. Un autre avantage sera de pouvoir concevoir des instruments compacts, facilitant le couplage à des techniques de mesures optiques car l’espace disponible à proximité de la pointe est beaucoup plus important que dans les appareils actuels. « Nos clients sont des chercheurs des sciences des surfaces, de l’instrumentation, et des industriels pour lesquels les technologies dérivées du quartz ne sont plus adaptées ; grâce aux Mems, nous proposons pour la première fois un capteur AFM qui ne nécessite pas un montage manuel de la pointe et offre un transducteur performant. » explique Benjamin Walter, président de Vmicro.

Une innovation qui concerne notamment les utilisateurs d'AFM travaillant sur les matériaux 2D comme le graphène ou en synthèse de polymères, mais aussi en microélectronique. Pour répondre à ces problématiques d’instrumentation aux limites, la start-up vise d'abord la vente de capteurs haut de gamme. Un premier modèle de Vprobe est disponible dès à présent et la gamme sera étendue courant 2018.

 

1 CNRS/Université de Lille/ISEN Lille/Université Valenciennes Hainaut-Cambresis/Ecole centrale de Lille

2 Brevets FR2915803, en propriété CNRS, déposé le 02/05/2007, en licence exclusive à la société Vmicro et FR3042905 , en copropriété Vmicro/CNRS,déposé le 22/07/2015

3 Le CPER P4S est le contrat de Plan Etat-Région Photonics for Society, financé par la région Hauts de France, le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche et par le Fond Européen de Développement Régional.

4 « Atomic force microscope based on vertical silicon probe ». Benjamin Walter, Estelle Mairiaux, and Marc Faucher.Applied Physics Letters 110, 243101 (2017)

 

Contact :

Benjamin Walter / Vmicro / contact@vmicro.fr