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Electrónica innovadora para controlar múltiples nanosensores

Las palancas de silicio a escala nanométrica son capaces de efectuar mediciones de masa muy precisas. Se han desarrollado matrices de estos novedosos sensores de masa, así como los circuitos necesarios para controlarlas.

Economía digital

Si pensamos en una palanca (cantilever), la imagen más habitual que nos viene a la mente es una barra sostenida en uno de sus extremos. Pero hoy en día, con las tecnologías modernas de fabricación, podemos crear palancas de tamaños asombrosamente diminutos, de apenas unos nanómetros. Además, estas pequeñísimas palancas son capaces de medir masas y, por lo tanto, servir como sensores de masa. En el proyecto NANOMASS II se ha usado este tipo de palancas para estudiar diversos procesos químicos y físicos. De cara a la gran cantidad de aplicaciones que tendrán estos innovadores sensores de masa, los socios del proyecto no se limitaron a crear un único prototipo, sino que fueron más allá y produjeron varias matrices de palancas. Concretamente, se fabricaron matrices de cuatro y ocho palancas con polisilicio. Éstas se inscribieron en una nanoárea y se conectaron, por medio de un electrodo, a un circuito externo de detección y lectura de señales electrónicas. Asimismo, se han definido palancas en distintas nanoáreas con una conexión metálica entre éstas y el circuito de control. Un circuito electrónico integrado compuesto por un procesador CMOS (semiconductor complementario de óxido de metal) sirve de circuito de lectura y control. Se escogió expresamente para reducir al mínimo el ruido de la capacitancia parásita, que resulta de la polarización de las nanopalancas en la nanoárea. El uso de una configuración de transimpedancia insensible a este ruido acorta a su vez las distancias que median entre las palancas que conforman la matriz. Otro resultado emocionante y extremadamente útil de la investigación del proyecto NANOMASS II es que, con la ayuda de una matriz, puede lograrse una detección diferencial. Es posible funcionalizar solamente algunas de las palancas de cada matriz. De tal modo, puede dejarse una palanca inerte y excitar el resto, lo que depara un rendimiento de detección óptimo.

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