Sensori per IOT e Sviluppo Sostenibile - MEMS

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.

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.