Etudes theoriques et experimentales du comportement mecanique de microstructures de type levier ou pont. Applications a la mesure de la viscosite de liquides et a la caracterisation electrique de nanostructures

• Auteur / Autrice : Liviu Nicu
• Direction : Augustin Martinez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Generalites

Etude theorique

Etude experimentale

Dispositif micromecanique

Levier

Pont

Analyse contrainte

Systeme mesure

Viscosimetrie

Microsysteme

Microlevier

Micropont

Microtesteur

Résumé

Base sur les techniques de fabrication et des materiaux de la micro-electronique, le concept de microsysteme implique la colocation de composantes mecaniques et electroniques sur une meme puce. Dans un premier chapitre, apres avoir demontre la necessite d'une approche micro-mecanique rigoureuse du fonctionnement des microsystemes, nous introduisons les approches d'ordre theorique et experimental que nous avons retenues pour l'investigation du comportement mecanique des briques de base des microsystemes : le microlevier et le pont. Le deuxieme chapitre est focalise sur l'etude de la dynamique des microleviers. Apres avoir analyse le cas des vibrations transversales libres et non-amorties, nous poursuivons par l'investigation theorique et experimentale des effets que l'amortissement peut induire aux vibrations transversales des microleviers. Nous montrons que les valeurs theoriques et experimentales respectivement des frequences de resonance et des facteurs de qualite des microleviers sont en bon accord pour les trois premiers modes de vibration. Le troisieme chapitre est dedie a l'analyse du comportement mecanique de ponts soumis a une precontrainte compressive. Dans le cas du regime statique experimental des ponts en sio 2, nous remontons a la valeur de la precontrainte de l'oxyde en utilisant le modele energetique du flambement, un des points originaux de cette these. Le regime dynamique experimental des ponts bi-couche en sio 2 - au permet de valider l'inversion des deux premiers modes de vibration ce qui constitue un autre resultat remarquable. Toutes ces etudes nous ont permis de mettre en uvre deux applications qui font l'objet du quatrieme chapitre : le micro-viscosimetre a partie mecanique active de type microlevier, permettant de mesurer les viscosites de fluides de tres faible volume (30 l) et le micro-testeur constitue d'un reseau de dix microleviers en or de largeur egale a 2 m, utilise pour la caracterisation electrique de nanocomposants.