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Nanoresonators with Integrated circuitry for high sensitivity and high resolution mass detection

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En complément des nano-capteurs CMOS

Les capteurs mécaniques de masse sont indispensables dans de nombreux processus physiques ou chimiques. La combinaison de circuits CMOS avec une série de consoles silicone à échelle du nanomètre est capable d'une détection de masse de haute résolution.

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Le projet NANOMASS I a permis d'explorer la possibilité de combiner les circuits complémentaires à semi-conducteurs à oxyde métallique (CMOS), bien maîtrisés et bien implantés, avec des processus de nanotechnologie et d'en prouver la faisabilité. Plus précisément, il a été démontré que les nouvelles techniques nano-lithographiques pouvaient être combinées à une technologie CMOS standard. On a, de plus, réalisé un détecteur de masse basé sur une série de consoles silicone à échelle du nanomètre. Le projet NANOMASS II a permis l'optimisation, en termes de fabrication, performances et fonctionnalité, d'un capteur environnemental ou biochimique, compact et sensible. D'importance critique à la fonctionnalité de tels capteurs, le comportement électromécanique de la console résonante est stimulé de manière électrostatique au moyen d'une électrode pilote parallèle. Des codes de programme élaborés ont été développés pour modéliser ce comportement. Quatre approches différentes tentent de décrire le signal de courant capacitaire émis par le système pilote de la console. Le signal électrique est le résultat de l'oscillation de la console suite à une stimulation de courant alternatif et une application de courant continu vers le système de console-pilote. Dans une approche plus simple, le système sous-jacent complexe peut être modélisé simplement avec un circuit résonant RLC équivalent (Réseau reductor - inductor - capacitor), en parallèle avec un condensateur. Le modèle est valide pour les consoles rigides qui oscillent beaucoup sur de petites amplitudes. La déflexion réelle non linéaire de la console et les modèles d'approximation parallèle sont adaptables aux descriptions de signaux de courant capacitaire des consoles programmes et pour de grandes amplitudes d'oscillation. Ces deux approches avec le modèle d'approximation non linéaire de déflection de la console peuvent également apporter des informations sur les magnitudes mécaniques, comme dans la déflexion de console. Les trois modèles ci-dessus sont également capables, lorsqu'ils sont reliés à un circuit électronique, de simuler le comportement d'électrodes de pilote parallèles, c'est-à-dire du transducteur CD. D'autres tests fonctionnels mettront en oeuvre, dans des applications industrielles, des capteurs de masses disposant d'une résolution de masse de 10 [-19]gr en dépression et une sensibilité spatiale inférieure à 100 nm. Pour de plus amples informations, consulter: http://einstein.uab.es/_c_nanomass/

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