En utilisant l'expertise du Centre pour les matériaux à l'échelle nanométrique (CNM) dans la conception et la fabrication de dispositifs à l'échelle micro et nanométrique, une nouvelle stratégie d'ingénierie des oscillateurs à bruit basse fréquence capitalise sur les phénomènes non linéaires intrinsèques des résonateurs micro- et nanomécaniques. Une limitation fondamentale de tels résonateurs a été abordée par une équipe de chercheurs du groupe Nanofabrication &Devices travaillant avec le CNICT, Argentine.

Les oscillateurs mécaniques sont un composant essentiel de presque tous les systèmes électroniques nécessitant une référence de fréquence pour le chronométrage ou la synchronisation. Ils sont également largement utilisés dans les capteurs de masse basés sur le décalage de fréquence, Obliger, et champ magnétique. Malheureusement, les dimensions des structures semi-conductrices vibrantes étant réduites à l'échelle micro et nanométrique, leur réponse dynamique aux amplitudes nécessaires au fonctionnement devient fréquemment non linéaire.

En outre, les grandes instabilités de déplacement et les bruits de fréquence excessifs dégradent considérablement leurs performances. Dans ce régime, contrairement au cas linéaire, la fréquence de résonance a une forte dépendance avec l'amplitude d'oscillation. Cela augmente considérablement le bruit de fréquence de l'oscillateur, Et ainsi, les avantages de fonctionner à des amplitudes plus élevées sont annulés.

La limitation a été surmontée en couplant deux modes vibrationnels différents à travers une résonance interne, où l'échange d'énergie entre les modes est tel que la résonance d'un mode absorbe les fluctuations d'amplitude et de fréquence de l'autre. Cela agit effectivement comme une boucle de rétroaction négative mécanique stabilisatrice.

Le résultat démontre que des performances de bruit à très basse fréquence sont possibles dans le régime non linéaire et offre une voie pour remplacer les oscillateurs à quartz par la technologie des systèmes nanoélectromécaniques.