Brevet FR2967149A1 — publié le 20120511

i MICRO-ACTIONNEUR ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine technique général des microsystèmes électromécaniques, également connu sous l'acronyme anglo-saxon « MEMS » (MicroElectroMechanical System). ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un microsystème électromécanique est un système comprenant un ou plusieurs éléments mécaniques, et dont la structure présente des dimensions micrométriques. Ces microsystèmes utilisent l'électricité comme source d'énergie, en vue de réaliser une fonction de capteur et/ou d'actionneur. La fonction du système est en partie assurée par la forme de cette structure. Les MEMS sont produits de manière collective et à grande échelle en utilisant des techniques de microfabrication et des matériaux issus du domaine de la microélectronique mais également grâce à des étapes technologiques ou des matériaux spécifiques (usinage 3D, matériaux non standard en microélectronique...). Ils sont utilisés dans des domaines aussi variés que l'automobile (accéléromètre pour le déclenchement des coussins gonflables de sécurité pour automobiles ou « Airbags »), l'aéronautique (capteurs inertiels, capteurs de pression et de température), la médecine (patchs, « smart pill »), la biologie (laboratoires sur puce), les télécommunications (microphones, capteurs d'accélération, composants RF), ainsi que dans certaines applications telles que certains vidéoprojecteurs (micro-miroirs), par exemple. Classiquement, certaines des applications citées ci-dessus intègrent des microsystèmes de type micro-actionneurs à base de matériaux actifs de type céramique sous forme de couche mince. Un micro-actionneur est un microsystème particulier qui établit un flux d'"energie entre un signal d'entrée (commande) et une sortie de type mécanique (déplacement, force). Le constituant principal d'un micro-actionneur est le transducteur (élément actif). Un transducteur convertit un type d'énergie en un autre type. Les types d'"energie sont par exemple : électrique, mécanique, chimique, etc. Les films céramiques intégrés dans les micro-actionneurs sont généralement piézoélectriques et leur aptitude à la conversion électromécanique conduit à des performances correctes en termes d'actionnement. Toutefois, lors de la réalisation des micro-actionneurs électromécaniques, ces matériaux présentent l'inconvénient majeur de nécessiter un recuit haute température de cristallisation (500 °C-700°C) après dépôt sur un substrat de Silicium. 15 Ce traitement thermique dégrade fortement les propriétés intrinsèques du matériau piézoélectrique massif. Par ailleurs, les micro-actionneurs à base de céramiques piézoélectriques du type PZT (Titanate Zirconate de Plomb) présentent une forte teneur en plomb (environ 600/0 en 20 masse) ce qui est préjudiciable pour l'environnement. L'objectif de la présente invention est de proposer un micro-actionneur plus simple à réaliser, à bas coût de fabrication, et moins préjudiciable à l'environnement que les microsystèmes existants. Un procédé de fabrication d'un tel micro-actionneur est décrit. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, l'invention propose un micro-actionneur comprenant au moins un couple d'électrodes séparées par une membrane déformable, le micro-actionneur pouvant être 30 activé par une tension électrique appliquée entre les deux électrodes de sorte à 25 déformer la membrane, caractérisé en ce que la membrane comprend un mélange de matériau polymère et de nano-objets conducteurs ou semi-conducteurs. L'utilisation d'une membrane polymère comprenant des nano-objets présente de nombreux avantages. Notamment, le micro-actionneur présente une déflection (i.e. déformation) micrométrique sous faible champ électrique alternatif. De plus, le micro-actionneur (qui intègre un film électroactif polymère) est plus viable écologiquement qu'une couche mince céramique piézoélectrique à forte teneur en plomb. Le micro-actionneur selon l'invention peut être utilisé à haute fréquence (gamme du kHz), ce qui peut être intéressant pour des applications nécessitant un échantillonnage rapide (telles que les biotechnologies). Egalement, la membrane nano-composite polymère est autoportée et ne nécessite pas de corps d'épreuve (substrat inerte). Enfin, il n'est pas nécessaire d'utiliser des électrodes structurées pour obtenir des déformations micrométriques. De plus, cette membrane est généralement pré-contrainte par l'application d'un champ électrique statique qui n'est pas nécessaire pour le micro-actionneur selon l'invention. On notera qu'avantageusement, la fréquence d'utilisation du micro-actionneur peut être modulée en faisant varier l'épaisseur du film polymère déposé en face avant sur le premier niveau d'électrode. Des aspects préférés mais non limitatifs du micro-actionneur selon l'invention sont les suivants : - l'épaisseur de la membrane est comprise entre 1 et 100pm ; - les nano-objets sont des nano-particules ou des nano-fils de diamètre compris entre 0 et 100 nanomètres ; - les nano-objets sont en un matériau choisi parmi : - le Carbure de Silicium, le noir de carbone, les nano-tubes de carbone, le Fer, le Cuivre, l'Argent, le Nickel, l'Aluminium, - un polymère conducteur tels que le polyphtalocyanine de cuivre, ou le polynaniline, et - un oxyde tel que l'oxyde de silicium, l'oxyde de zinc, le titanate de baryum, ou l'oxyde de titane, ou un silicate ; - le matériau polymère est choisi parmi les polyuréthanes, les silicones, les acryliques, les résines époxy, le polyfluorure de vinylidène, les copolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroéthylène, les terpolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroéthylène chlorofluoroéthylène, les polyéthylènes, les caoutchoucs isoprènes, les caoutchoucs acrylonitriles, les copolymères de butadiène et d'acrylonitrile, les éthylène-acétate de vinyle, les polypropylènes, les polyamides, les polyimides, et leurs mélanges ; - le micro-actionneur peut comprendre en outre un substrat en matériau silicium. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un micro-actionneur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - dépôt d'une première couche de matériau électriquement conducteur sur un substrat, ladite première couche formant une première électrode, - dépôt d'une couche de matériau composite sur la première couche de matériau électriquement conducteur, le matériau composite comprenant un polymère mélangé à des nano-objets conducteurs ou semi-conducteurs, - dépôt d'une deuxième couche de matériau électriquement conducteur sur la couche de matériau composite, la deuxième couche formant une deuxième électrode. Le procédé défini ci-dessus est facile à mettre en ceuvre : il ne nécessite pas de budget thermique important (température maximale : 115°C). Par ailleurs, il s'agit d'un procédé à bas coût et biocompatible (car faible taux de nano-charges). Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé de fabrication d'un micro-actionneur selon l'invention sont les suivants : - le procédé comprend en outre une étape de recuit à une température comprise entre 80°C et 115°C, préalablement au dépôt de la deuxième couche de matériau électriquement conducteur ; - le procédé comprend en outre une étape de gravure humide du substrat sur toute son épaisseur. L'invention concerne également un microsystème remarquable en ce qu'il comprend un micro-actionneur tel que décrit ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un exemple de réalisation du micro-actionneur selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement un exemple de procédé d'élaboration d'une solution de nano-composite constituée de polyuréthane, de nano-objets et d'un solvant, - la figure 3 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé de fabrication d'un micro-actionneur selon l'invention, - la figure 4 est un graphique illustrant la déflection d'un micro-actionneur en fonction de l'amplitude d'un champ électrique. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le micro-actionneur selon l'invention peut être utilisé dans différents domaines mettant en jeu des déplacements nanométriques (ou micrométriques) induits par un champ électrique (ou une tension électrique).30 C'est le cas des biotechnologies qui utilisent massivement des micro-pompes et micro-valves pour des applications micro-fluidiques comme l'évaluation rapide des produits pharmaceutiques. Les dispositifs micro-fluidiques sont également utilisés dans la Recherche médicale pour des analyses rapides et grande échelle, afin d'étudier par exemple le rôle des protéines et gênes. Le micro-actionneur selon l'invention peut également servir à des applications de micro-positionnement dans le domaine de l'électronique grand public, comme par exemple la mise en mouvement de la lentille de la caméra dans des téléphones mobiles. Un autre domaine d'application possible du micro-actionneur selon l'invention est celui des interfaces haptiques comme les systèmes à stimulation tactile d'aide à la personne : - module Braille, - systèmes Visio-haptiques d'aide à la mobilité et à la détection d'obstacles statiques et dynamiques ou encore - textiles intelligents pour la réhabilitation sensorielle et musculaire (après par exemple des blessures à la main) ; On a illustré à la figure 1 un exemple de micro-actionneur selon l'invention. Il comprend 20 un empilement composé de deux électrodes 1, 2 et d'une membrane 3 déformable intercalée entre les deux électrodes 1, 2. Le micro-actionneur comporte également un substrat 4 formant support sur lequel repose le couple d'électrodes 1, 2. Les deux électrodes 1, 2 sont aptes à suivre les 25 mouvements de la membrane 3 mobile. Les deux électrodes 1, 2 sont sensiblement planes et horizontales. Les électrodes 1, 2 s'étendent parallèlement l'une à l'autre lorsque le micro-actionneur se trouve dans un état non-activé. L'une 1 des électrodes 1, 2 est solidaire du substrat 4. Les deux 30 électrodes 1, 2 peuvent couvrir une portion ou toute la surface de la membrane 3. 15 La membrane 3 comprend un film polymère nano-composite électro-actif, présentant des déformations sous champ électrique modéré grâce à l'incorporation dans la matrice polymère de nano-objets (charge) conducteurs ou semi-conducteurs. La présence de nano-objets dans la membrane polymère permet d'améliorer les propriétés diélectriques de la membrane, et donc les performances du micro-actionneur. Le film polymère est par exemple réalisé en un matériau choisi parmi les polyuréthanes, les silicones, les acryliques, les résines époxy, le polyfluorures de vinylidène, les copolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroethylène, les terpolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroéthylène chlorofluoroéthylène, les polyéthylènes, les caoutchoucs isoprènes, les caoutchoucs acrylonitriles, les copolymères de butadiène et d'acrylonitrile, les éthylène-acétate de vinyle, les polypropylènes, les polyamides, les polyimides, et leurs mélanges. Dans une variante de réalisation, le matériau constituant le film polymère est de l'Estane 58888 NAT 021, polyuréthane (PU) thermoplastique de type polyéther aromatique, de densité relative 1,13. Les nano-objets sont par exemple en Carbure de Silicium, ou en noir de carbone, ou en nanotubes de carbone, ou en Fer, ou en Cuivre, ou en Argent, ou en Nickel, ou en Aluminium, ou en polymères conducteurs tels que le polyphtalocyanine de cuivre (polyCuPc), ou la polynaniline (PANI), ou en nano-particules d'oxydes tel que l'oxyde de silicium (SiO2), ou l'oxyde de zinc (ZnO), ou le titanate de baryum (BaTiO3) , ou l'oxyde de titane (TiO2), ou en silicate. On entend, dans le cadre de la présente invention, par « nano-objet », un corps dont au moins une des dimensions (longueur, diamètre, épaisseur) est de l'ordre du nanomètre, c'est-à-dire inférieure à 100 nanomètres et préférentiellement inférieure à 50 nanomètres. En d'autres termes, la charge (ou objet) incorporée dans la matrice polymère sera dite de taille nanométrique si au moins une de ses dimensions est inférieure à 100 nanomètres et préférentiellement inférieure à 50 nanomètres. 2967149 s Par exemple, dans un mode de réalisation, les nano-objets sont des nano-fils ayant un diamètre de quelques nanomètres, et une longueur de quelques dizaines de microns. L'utilisation de nano-fils permet de diminuer la fraction volumique de nano-objets dans la 5 membrane polymère. Dans d'autres modes de réalisation, les nano-objets sont des nano-cristaux ou des nanoparticules dont toutes les dimensions dans l'espace sont de l'ordre du nanomètre. Dans d'autres modes de réalisation encore, les nano-objets sont des nanotubes de carbone mono et multi-parois. On entend, dans le cadre de la présente invention, par « nanotube de carbone mufti-parois », un nanotube constitué de 10 plusieurs feuillets de graphène enroulés les uns autour des autres. L'intégration de polymères électro-actifs à la place de céramiques piézoélectriques à forte teneur en plomb (environ 600/0 en masse) pour constituer la membrane permet d'obtenir un micro-actionneur moins polluant. Par ailleurs, la substitution de la membrane de céramique piézoélectrique par une membrane en polymère électro-actif permet de faciliter la fabrication du micro-actionneur et d'en diminuer le coût de fabrication. 20 Enfin, la présence d'une membrane composée d'un film composite polymère électroactif/électro-strictif qui contient des nano-charges spécifiques permet d'améliorer la réponse électromécanique par rapport à un micro-actionneur comprenant une membrane en polymère pur (i.e. sans nano-objets constituant les nano-charges). 25 Avantageusement, le substrat de silicium peut également être retiré dans son intégralité pour ne laisser que la membrane en composite polymère électro-actif composé d'un mélange de polymère et de nano-objets conducteurs ou semi-conducteurs. Le micro-actionneur ainsi constitué est donc dit « tout polymère ». . 15 On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation du procédé de fabrication du microsystème selon l'invention. Le produit obtenu à la fin du procédé est un micro-actionneur piloté par une tension électrique. Le procédé de fabrication du micro-actionneur comporte trois grandes parties : - la synthèse des nano-objets conducteurs ou semi-conducteurs - l'élaboration de la solution composite comprenant le polymère et les nano- objets - la réalisation du micro-actionneur. 1) Synthèse des nano-objets (nano-charges) Les nano-objets considérés dans le cadre de l'invention peuvent présenter différents facteurs de forme. Les nano-objets sont par exemple : - des nanoparticules carbonées (de morphologie 0-Dimension) ou - des nano-fils de carbure de silicium (SiC) recouverts de carbone (morphologie 1-Dimension). 20 Dans le cas de nano-fils, leur longueur est de préférence inférieure au centimètre, et encore plus préférentiellement inférieure à 10 pm. Les nano-fils peuvent être obtenus par tout procédé connu de l'homme du métier tel que 25 le procédé de croissance solide-vapeur décrit dans le document WO 2006/067308. Quelque soit la forme des nano-objets, ceux-ci sont électriquement conducteurs ou semi-conducteurs. 30 De préférence, la conductivité des nano-objets est supérieure à 1 S/cm-l. Ceci permet d'améliorer les performances d'actionnement du micro-actionneur.15 ) Elaboration de la solution du composite En référence à la figure 2, on a illustré une variante de réalisation de la solution composite comprenant le matériau polymère et les nano-objets. La solution de nano-composite est préparée en utilisant un solvant. Le solvant est par exemple du N,N-diméthylformamide (DMF). Des granules de polyuréthane sont dissouts dans le solvant à 80 °C pendant 1 à 2 h. Une solution à 100/0 en poids de polyuréthane dans le solvant DMF est ainsi élaborée. Parallèlement, une fraction volumique de nano-objets est dispersée dans du DMF à l'aide d'une sonde à ultra-sons (UP400S, Hielscher, Pmax=400Watts) pendant 10 à 20 minutes à 800/0 de la puissance maximale de la sonde. La fraction volumique est de préférence comprise entre 0.25 et 5 % en volume par rapport au polymère. Cette fraction dépend du facteur de forme du nano-objet conducteur, ainsi que de sa conductivité. Par exemple, pour un même niveau de conductivité, les fractions volumiques optimales dans la matrice polyurethane sont de l'ordre de 0,5 % dans le cas des nano-tubes de carbone et de 1,250/0 dans le cas de nano-poudre de carbone. Les nano-objets sont ensuite ajoutés à la solution de polymère. La composition constituée de la solution polymère et des nano-objets est chauffée à une température de 80°C pendant deux heures. On obtient une solution homogène et de viscosité convenant au mode de dépôt et à l'épaisseur désirée. La solution finale a une viscosité comprise entre 1 et 50 Pa.s. Elle est déposée à l'aide d'une tournette (spin coating). L'étalement se fait en 2 étapes avec une vitesse de rotation augmentée dans le cas de la seconde étape. L'épaisseur obtenue après séchage est bien maitrisée et Io ii peut être comprise entre 1 et 100 pm. L'épaisseur dépend de la viscosité et des conditions d'utilisation de la tournette. On entend, dans le cadre de la présente invention, par « agitation lente » une agitation réalisée en utilisant un agitateur mécanique à pales dont la vitesse de rotation est comprise entre 60 et 100 tours/minutes. Optionnellement, le procédé de réalisation de la solution composite peut comprendre une étape de passage de la solution composite aux ultrasons sur la solution moyennement visqueuse (viscosité de l'ordre de 0.1 à 5 Pa.$). Ceci permet d'améliorer la dispersion des nano-objets dans la solution polymère. 3) la réalisation du micro-actionneur On utilise un substrat pour la réalisation du micro-actionneur. Dans la suite, on décrira en détail la réalisation d'un micro-actionneur sur le substrat. Il est bien évident que plusieurs micro-actionneurs peuvent être réalisés simultanément sur le substrat. En effet, c'est l'aire du substrat qui détermine le nombre de micro-actionneurs pouvant être réalisés simultanément sur celui-ci. En référence à la figure 3, on a illustré les différentes étapes de la réalisation du micro-actionneur selon l'invention. Dans cet exemple, le substrat est une couche de silicium (Si) de 350pm d'épaisseur. Il est bien entendu pour l'homme du métier que l'invention ne se limite pas à ce type de substrat particulier, et que d'autres substrats peuvent être utilisés pour réaliser le micro-actionneur selon l'invention. a) Oxydation thermique du substrat en silicium: La réalisation du micro-actionneur comprend la formation d'un masque sur les deux faces, dites avant et arrière, du substrat. On entend, dans le cadre de la présente invention, par « face avant », la face du substrat destinée à recevoir la couche de film en matériau polymère composite formant la membrane du micro-actionneur. On entend par « face arrière », la face du substrat opposée à la face avant. La formation du masque comprend par exemple la génération d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) 10 d'environ 1 pm d'épaisseur sur chacune des deux faces du substrat 20. 10 Celle-ci peut être obtenue par oxydation humide du substrat de silicium massif. Pour se faire, le substrat de silicium massif est introduit dans une enceinte comprenant un mélange gazeux d'oxygène et de vapeur d'eau. L'oxydation humide est ensuite réalisée à une température comprise entre 500°C et 15 1500°C pendant une durée comprise entre quelque minutes et quelques dizaines d'heures afin de générer une couche d'oxyde de silicium (SiO2) ayant une épaisseur comprise entre 500 et 1500 nanomètres, et préférentiellement égale à environ 1 pm. b) Création d'un masque de gravure humide (KOH) du substrat et ouverture de la 20 couche de SiO2 en face arrière -ar -rocédé de -hotolitho-ra-hie On réalise ensuite un motif 30 dans la couche d'oxyde de silicium située sur la face arrière du substrat. 25 Le motif peut être obtenu par la technique dite de photolithographie. Une couche de résine de photolithographie est déposée sur la face arrière du substrat, par exemple par enduction centrifuge (plus connue sous son nom anglais de « spin coating »). 30 Un masque de photolithographie, formé de zones opaques et transparentes aux radiations lumineuses, est appliqué sur la couche de résine de photolithographie. Ce masque de photolithographie permet de définir le motif que l'on souhaite reproduire sur le substrat. Le substrat comprenant la couche de résine et le masque de photolithographie est ensuite exposé à une radiation lumineuse (par exemple une radiation Ultra Violette). Ceci induit des modifications de solubilité des zones de résine irradiée. La résine est ensuite éliminée au niveau des zones irradiée de sorte à mettre à nu le substrat au niveau des dites zones. La surface mise à nue de la couche de SiO2 du substrat est alors dissoute par gravure dans un bain d'acide fluorhydrique tamponné (ou « BHF » signifiant en anglais « Buffered Hydrofluoric Acid »). Après cette opération de gravure, la résine de photolithographie est retirée en utilisant un solvant. c) Création d'une première électrode: dépôt (évaporation) et structuration (lift-off) en 20 face avant d'une couche Cr (10nm) /Au (40nm) On crée ensuite une première électrode 40 sur la face avant du substrat. La création de la première électrode comprend le dépôt - par exemple par évaporation - 25 d'une première couche métallique 41 faisant office de couche d'accroche. Par exemple la première couche métallique est en chrome (Cr) de 10nm d'épaisseur faisant office de couche d'accroche pour une couche métallique 42 d'or (Au), par exemple d'épaisseur égale à 40nm.15 La mise en forme de la première électrode est réalisée par un procédé classique de transfert par arrachage (connu également sous le nom anglais lift-off) connu de l'homme du métier. d) Dépôt (spin-coatinq) de la solution de nano-composite et évaporation du solvant DMF On forme ensuite la membrane comprenant le film polymère et les nano-objets. Le film de nano-composite polymère 50 préalablement synthétisé (partie 2 décrite d- m dessus) et de viscosité connue est déposé en face avant sur le premier niveau d'électrodes. Le dépôt peut être réalisé par enduction centrifuge (« spin-coating »). 15 Cette étape permet la maitrise de l'épaisseur du film déposé (gamme allant de quelques pm à une centaine de pm). L'ensemble comprenant le substrat, la première électrode et le film de nano-composite polymère est alors recuit à une température comprise entre 80°C et 115°C, 20 et préférentiellement égale à 115°C. L'étape de recuit est réalisée dans une étuve à atmosphère contrôlée. Elle permet l'évaporation du solvant contenu dans la solution. 25 e) Création de la seconde électrode : dépôt (évaporation) au travers d'un pochoir d'une couche mince métallique (Au, 40nm) On crée ensuite la deuxième électrode 60. Celle-ci peut être obtenue par exemple par évaporation d'un film d'or de 40nm d'épaisseur au travers d'un pochoir (ou «shadow mask» selon la terminologie anglo-saxonne) aligné sur les structures déjà réalisées. f) Création de la membrane : gravure humide (KOH) du silicium Le substrat est alors placé dans une cellule de gravure humide par bain d'hydroxyde de potassium (KOH) à 80°C. Cette cellule de gravure assure la protection des matériaux déposés en face avant. Le silicium du substrat est gravé sur toute son épaisseur et au travers des ouvertures du masque de SiO2 de la face arrière. On notera qu'en variante, le substrat de silicium peut être retiré dans son intégralité. La couche de SiO2 en face avant fait office de matériau d'arrêt de gravure. q) Gravure (RIE) du polymère nano-composite pour dégagement électrode inférieure 20 Afin de pouvoir accéder au contact électrique du premier niveau d'électrodes, le film polymère nano-composite est localement retiré par exemple par gravure sèche (RIE 02) au travers d'un pochoir. h Libération de la membrane : -ravure du SiO2 en face avant et -ravure de Cr La membrane constituée de l'empilement de la première électrode, du film nanocomposite polymère et de la deuxième électrode est libérée des matériaux de construction (SiO2 face avant et couche d'accroche en chrome) par gravure humide de ces matériaux. i) Création des reprises de contacts (microsoudures). 25 30 Cette dernière étape permet d'obtenir l'objet final de l'invention qu'est le micro-actionneur. Les reprises de contacts nécessaires à l'application du champ électrique sont finalisées par la microsoudure de fils d'aluminium 70 de 50pm de diamètre sur des emplacements réservés à cet effet au niveau de chacune des électrodes. On a illustré ci-dessus un exemple de procédé de fabrication du micro-actionneur selon l'invention. Il est bien évident pour l'homme du métier que des modifications peuvent être apportées à ce procédé sans sortir matériellement des enseignements décrits ici. Par exemple, l'épaisseur ou les modes de dépôt des différentes couches peuvent varier. Par ailleurs, les matériaux utilisés pour réaliser les électrodes peuvent être différents de ceux présentés ci-dessus. On va maintenant présenter les avantages en termes de performance du micro-actionneur selon l'invention comprenant une membrane nano-composite polymère vis-à-vis d'un actionneur comprenant une membrane en polymère pur. Performances d'actionnement du micro-actionneur à base de composite polymère électro-actif De manière à évaluer l'influence des nano-charges incorporées dans la matrice polymère sur la réponse électromécanique, des micro-actionneurs intégrant un film de polyuréthane non chargé (i.e. pur) ont également été préparés selon les procédés décrits dans les étapes 2) et 3). Dans la suite, les amplitudes de déflection des membranes de polyuréthane pur et chargé induite par un champ électrique d'amplitude variable (E) vont être comparées. Le terme déflection (ou déformation, d) correspond au déplacement de la membrane mesuré perpendiculairement à son plan. Le déplacement est mesuré à température ambiante à l'aide d'un vibromètre laser dont le faisceau est focalisé sur la deuxième électrode. Le champ électrique sinusoïdal est appliqué à l'aide d'un amplificateur de tension (Trek 10/106) piloté par un générateur de fonction (Agitent 33250A). La fréquence du champ électrique est choisie de telle manière que le micro-actionneur (avec polyuréthane pur ou chargé) fonctionne à la fréquence de résonance du ter mode de flexion (proche de 7,5 kHz). De préférence, l'amplitude du champ électrique est choisie inférieure à 10Vpm. La figure 4 donne les amplitudes de déflection en fonction de l'amplitude du champ électrique appliqué pour les micro-actionneurs intégrant soit le polyuréthane pur, soit le polyuréthane chargé. L'épaisseur des membranes est d'environ 50 pm. Le micro-actionneur intégrant la membrane chargée avec les nano-objets présente une déflection presque deux fois plus importante que le micro-actionneur intégrant le polyuréthane pur, pour une amplitude de champ électrique donnée. 20 Dans les deux cas, la déflection varie de manière quadratique avec le champ électrique, typique d'un comportement électrostrictif. La mesure de la déflection permet de calculer pour le polyuréthane pur et le nanocomposite un coefficient électromécanique M qui caractérise l'aptitude à l'actionnement, 25 avec d = M E2 : M (polyuréthane pur) = 12. 10.3 m3/V2, et M (polyuréthane chargé) = 23. 10.3 m3/V2. L'effet des charges sur la réponse électromécanique a donc un effet bénéfique. 30 s De plus, il augmente non seulement la déflection, mais aussi la pression d'actionnement (proportionnelle à la déflection), ainsi que la densité d'énergie élastique, proportionnelle au carré de la déflection.5 REVENDICATIONS1 Micro-actionneur comprenant au moins un couple d'électrodes (1, 2) séparées par une membrane (3) déformable, le micro-actionneur pouvant être activé par une tension électrique appliquée entre les deux électrodes de sorte à déformer la membrane, caractérisé en ce que la membrane comprend un mélange de matériau polymère et de nano-objet conducteurs ou semi-conducteurs. 2 Micro-actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur de la membrane est comprise entre 1 et 100 pm. 3 Micro-actionneur selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les nano-objets sont des nano-fils de diamètre compris entre 0 et 100 nanomètres. 4 Micro-actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les nano-objets sont en un matériau choisi parmi : - le Carbure de Silicium, le noir de carbone, les nanotubes de carbone, le Fer, le Cuivre, l'Argent, le Nickel, l'Aluminium, - un polymère conducteur tels que le polyphtalocyanine de cuivre, ou la polynaniline, et - un oxyde tel que l'oxyde de silicium, l'oxyde de zinc, le titanate de baryum) , ou l'oxyde de titane), ou un silicate. 5 Micro-actionneur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau polymère est choisi parmi les polyuréthanes, les silicones, les acryliques, les résines époxy, le polyfluorure de vinylidène, les copolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroethylène, les terpolymères de polyfluorure de vinylidène trifluoroéthylène chlorofluoroéthylène, les polyéthylènes, les caoutchoucs isoprènes, les caoutchoucs acrylonitriles, les copolymères de butadiène et d'acrylonitrile, les éthylène-acétate de vinyle, les polypropylènes, les polyamides, les polyimides, et leurs mélanges.6 Micro-actionneur selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un substrat en matériau silicium. 7 Procédé de fabrication d'un micro-actionneur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - dépôt d'une première couche de matériau électriquement conducteur sur un substrat, ladite première couche formant une première électrode (1), - dépôt d'une couche de matériau composite sur la première couche de matériau électriquement conducteur, le matériau composite comprenant un polymère mélangé à des nano-objets conducteurs ou semi-conducteurs, - dépôt d'une deuxième couche de matériau électriquement conducteur sur la couche de matériau composite, la deuxième couche formant une deuxième électrode (2). 8 Procédé selon la revendication précédente, lequel comprend en outre une étape de recuit à une température comprise entre 80°C et 115°C, préalablement au dépôt de la deuxième couche de matériau électriquement conducteur. 9 Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, lequel comprend en outre une étape de gravure humide du substrat sur toute son épaisseur. Microsystème caractérisé en ce qu'il comprend un micro-actionneur selon l'une des 25 revendications précédentes. 10 15 20