Le mystère des nanorésonateurs s’éclaircit et s’épaissit

Grâce à une équipe Leti épaulée par trois partenaires internationaux*, on sait enfin pourquoi les nanorésonateurs connaissent des écarts de mesure d’un à deux ordres de grandeur par rapport à la théorie.

Jusqu’ici, la plus petite masse ou force mesurable était imposée par les fluctuations thermiques dans l’environnement du résonateur. Sachant qu’un résonateur à l’état de l’art atteint une résolution de 10-21 gramme, l’hypothèse était plausible.

Or, les chercheurs grenoblois ont établi dans un article publié par Nature Nanotechnology que la fluctuation de la fréquence propre du dispositif jouait un rôle bien plus important : le principal perturbateur n’est pas l’environnement mais le moyen de mesure.

Deux fréquences pour un seul résonateur

Pour arriver à cette conclusion, l’équipe a breveté une technique expérimentale qui soumet simultanément le nanorésonateur à deux fréquences proches de sa fréquence de résonance. A partir du signal de réponse, il est possible de discriminer l’influence du bruit de mesure et celle de la fluctuation de la résonance.

Le mystère des écarts de mesure est donc en partie éclairci. Mais il est loin d’être résolu car les chercheurs n’ont pas trouvé pourquoi la résonance fluctue. Pourtant, ils ont étudié via de nouvelles expériences les explications proposées dans la littérature : écarts de température, piégeage de charges ou diffusion de molécules de gaz sur la poutre vibrante du résonateur… Aucune ne tient la route.

Le Leti poursuit donc ses investigations. En espérant trouver, avec la clé du mystère, le moyen d’améliorer encore la précision de ses dispositifs.

* EPFL Lausanne, Indian Institute of Sciences, California Institute of Technology

Contact : sebastien.hentz@cea.fr

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