I sistemi MEMS (Micro Electro Mechanical System) e i microsistemi definiscono sia una classe di dispositivi che tecnologie associate, standardizzate e sviluppate negli ultimi due decenni. Rappresentano una chiave per la miniaturizzazione, l'integrazione e la produzione in grandi volumi per una nuova generazione di sensori. Le competenze fondamentali per la progettazione e la fabbricazione di MEMS e microsensori sono ben consolidate nell'istituto e abbiamo sviluppato diversi microsensori MEMS sia per varie applicazioni industriali che per ricerche fondamentali e applicate, tra cui citiamo:
- microsensori gravimetrici (microcantilever), anche sotto forma di matrice, per la misurazione di specie chimiche e del vuoto;
- microsensori per gas pericolosi e combustibili basati sulla microtecnologia delle hot-plate e sull'integrazione di un materiale attivo nanostrutturato;
- sensori basati sulla trasduzione elettrica [matrici multielettrodo-chimiche, transistor elettrochimici organici (OECT), EGOFET, ...] con capacità di scalabilità alla nanoscala;
- sensori basati su risonatori in silicio e risonatori a membrana SiN ad alto stress, con sensibilità di forza che consente di osservare gli effetti quantistici indotti dall'interazione optomeccanica, sia nel comportamento degli oscillatori che nelle proprietà delle radiazioni stesse.
![mems figure 1](/sites/default/files/inline-images/mems1.jpg)
![mems figure 2](/sites/default/files/inline-images/mems2.jpg)
Diversi gruppi di ricerca dell'istituto IMEM hanno inoltre consolidato la propria esperienza nei principali aspetti tecnologici connessi alla microlavorazione di dispositivi basati su MEMS e alla loro integrazione negli esperimenti di fisica fondamentale.
Infatti, correlati al dispositivo, le tecnologie si basano su diverse fasi di processo riguardanti:
- crescita di film sottili sia conduttori che dielettrici (evaporazione termica ed e-gun dei metalli, deposizione per fase vapore assistita da plasma (PECVD), magnetron sputtering,
- tecnologie litografiche per la modellizzazione di dispositivi (litografia ottica con allineamento front/back, processi LIGA-LIKE con SU-8);
- tecnologie di attacco in bagni di acquaforte, attacco a secco (con tecnologie RIE e DRIE);
- tecnologie ottiche per l'interferometria, l'elettromeccanica e l'elettronica per il rilevamento acustico a bassa rumorosità, la stabilizzazione termica, l'ottimizzazione della sensibilità meccanica mediante tecniche di feedback, l'analisi dei dati e il trattamento.