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Faits marquants 2011

 

Le premier composant MEMS RF capable de se reconfigurer en 50ns

 

Après une dizaine d’années de recherche intense, les composants MEMS RF (capacités variables ou micro interrupteurs micro électromécaniques) ont atteint une maturité suffisante pour une exploitation à l’échelle industrielle. De nombreuses applications sont envisagées, dans le domaine de la téléphonie mobile, ou des équipements de test. Néanmoins, les vitesses de commutation de ces switchs mécaniques sont un à deux ordres de grandeur en-dessous des meilleurs semiconducteurs, ce qui ne leur permet pas d’adresser aujourd’hui des applications où des modulations rapides sont nécessaires (radar, communication haut débit…). La vitesse de commutation d’un composant MEMS RF est limitée par le temps nécessaire au déplacement mécanique de sa structure mobile, qui est typiquement de quelques microsecondes.

Pour palier à cette faiblesse, les chercheurs du laboratoire XLIM (UMR 6172 CNRS/Université Limoges) ont conçu et réalisé des MEMS miniatures, c’est-à-dire des membranes 10 fois plus petites que des composants conventionnels, en associant des matériaux isolants très rigides à des couches d’aluminium très légères. Ils ont ainsi obtenu des micro poutres « composites » capables de présenter des fréquences de résonance mécaniques de plusieurs MégaHertz. En couplant ces membranes miniatures à un actionneur électrostatique à nanogap, des capacités commutées ont pu être réalisées et des vitesses de commutations de 50 ns été observées pour la première fois, soit deux fois moins que l’état de l’art, détenu par l’université de Berkeley (USA) sur des micro-relais logiques. Ces derniers résultats sont d’autant plus prometteurs que les premiers composants réalisés à XLIM ont montré une fiabilité excellente.

 

 

Figure 1. Capacité MEMS commutées réalisés à partir d’une membrane miniature composite d’alumine/aluminium/alumine.

 

 

 

 

 

Figure 2. Evolution de la vitesse de commutation en fonction de la tension de commande appliquée

 

 

 

Site web : http://www.xlim.fr
 
Contact : Arnaud POTHIER,  pothier@xlim.fr
 
Références

  • A. Verger, A. Pothier, C. Guines, A. Crunteanu, P. Blondy, J-C. Orlianges, J. Dhennin, A. Broue, F. Courtade, O. Vendier, "Sub-hundred nanosecond electrostatic actuated RF MEMS switched capacitors", Journal of Micromechanics and Microengineering, vol. 20, n° 6, june 2010.
  • A. Verger, A. Pothier, C. Guines, A. Crunteanu, P. Blondy, J.C. Orlianges, J. Dhennin, F. Courtade, O. Vendier, Sub-Hundred Nanosecond Reconfiguration Capabilities of Nanogap RF MEMS Switched Capacitor, IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig, Anaheim, 23-28 mai 2010.

 

 

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