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3 results on '"José Elías Angulo-Cervera"'

1. Investigation of the Effect of Spin Crossover on the Static and Dynamic Properties of MEMS Microcantilevers Coated with Nanocomposite Films of [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)@P(VDF-TrFE)

Author

José Elías Angulo-Cervera, Mario Piedrahita-Bello, Fabrice Mathieu, Thierry Leichle, Liviu Nicu, Lionel Salmon, Gábor Molnár, and Azzedine Bousseksou

Subjects
spin crossover, MEMS, mechanical properties, Chemistry, QD1-999
Abstract

We used a spray-coating process to cover silicon microcantilevers with ca. 33 wt% [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)@P(VDF70-TrFE30) nanocomposite thin films of 1500 nm thickness. The bilayer cantilevers were then used to investigate the thermomechanical properties of the composites through a combined static and dynamic flexural analysis. The out-of-plane flexural resonance frequencies were used to assess the Young’s modulus of the spray-coated films (3.2 GPa). Then, the quasi-static flexural bending data allowed us to extract the actuation strain (1.3%) and an actuation stress (7.7 MPa) associated with the spin transition in the composite.

Published
2021
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2. Hybrid Ni–Co–Ni Structures Prepared by Magnetophoresis as Efficient Permanent Magnets for Integration into Microelectromechanical Systems

Author

Pierre Moritz, Ilona Lecerf, Antoine Gonon, Georgiana Maties, Thomas Blon, Simon Cayez, David Bourrier, Fabrice Mathieu, José Elías Angulo-Cervera, Liviu Nicu, Thierry Leïchlé, Thierry Ondarçuhu, Guillaume Viau, Lise-Marie Lacroix, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Nanomagnétisme (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology (ECE GeorgiaTech), Georgia Institute of Technology [Atlanta], ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), and ANR-19-CE09-0021,POMADE,Aimants intégrés submillimétriques pour dispositifs portables(2019)

Subjects
Magnetophoresis, Integrated magnets, Selfassembly, General Materials Science, Nanorods, Electromagnetic actuation, Nanostructured materials, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Condensed Matter Physics, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract

International audience; The direct integration of performant permanent magnets (PMs) within miniaturized circuits remains both a scientific and a technological challenge. Magnetophoresis-driven capillary assembly of hard magnetic nanoparticles is a promising approach to fabricate 3D rare-earth-free PMs. However, this process implies the use of soft magnetic blocks to generate the magnetic field gradients required to localize the assembly directly onto silicon substrates. The impact of these soft elements onto the overall magnetic properties is evaluated using Co nanorods as hard material and 150 μm–thick Ni blocks. As expected, the presence of Ni softens the overall properties of the hybrid magnet obtained, but PM properties are preserved for reduced Ni volumes. Magnetic induction as high as 19 mT at a distance of 200 μm is generated by the hybrid Ni–Co–Ni structures, allowing for the electromagnetic actuation of a microelectromechanical resonant sensor

Published
2022

3. Optimization of a vibrating MEMS electromagnetic energy harvester using simulations

Author

Ilona Lecerf, Pierre Moritz, José Elías Angulo-Cervera, Fabrice Mathieu, David Bourrier, Liviu Nicu, Thierry Leïchlé, Frederico Orlandini-Keller, Thibaut Devillers, Nora M. Dempsey, Guillaume Viau, Lise-Marie Lacroix, Thomas Blon, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Micro et NanoMagnétisme (NEEL - MNM), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Nanomagnétisme (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), and ANR-19-CE09-0021,POMADE,Aimants intégrés submillimétriques pour dispositifs portables(2019)

Subjects
General Physics and Astronomy, General Materials Science, Physical and Theoretical Chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract

International audience; Nowadays, wireless sensor networks (WSN) are becoming essential in our daily life. However, a major constraint concerns the energy power supply. Indeed, batteries need to be recharged or replaced often which implies a limited lifetime for WSN nodes. One alternative consists in harvesting mechanical energy from surrounding vibrations of the environment. Using finite element simulations, we report here a complete guideline to optimize a MEMS electromagnetic energy harvester consisting of an in-plane vibrating silicon frame supporting an array of micromagnets that faces a static 2D micro-coil. The dimensioning of the magnet array and the specific design of the coil are addressed, considering patterned 50 µm thick NdFeB films with out of plane magnetization. The optimization of the electromechanical coupling which allows to efficiently convert the energy results from a trade-off between the high magnetic flux gradients produced by the micromagnets and the maximum number of turns of the facing coil.

Published
2022

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