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Elettronica innovativa per il controllo di nanosensori multipli

I cantilever in silicio a scala nanometrica sono in grado di effettuare misurazioni della massa altamente accurate. Le matrici di questi nuovi sensori di massa sono stati sviluppati insieme alla circuiteria necessaria per controllarli.

Economia digitale

Un'asta sostenuta a una delle sue estremità è l'immagine che tutti abbiamo di un cantilever. È però sorprendente il fatto che con le moderne tecnologie di fabbricazione possiamo creare cantilever realmente in miniatura, nell'ordine di nanometri. Inoltre, questi minuscoli cantilever sono in grado di effettuare misurazioni di massa e fungono quindi da sensori di massa. Con il loro aiuto, il progetto NANOMASS II ha monitorato un multiplo di entrambi i processi chimici e fisici. Per la maggior parte delle applicazioni che avranno questi sensori di massa innovativi, i partner di progetto non hanno sviluppato un prototipo singolo, ma sono andati oltre ed hanno prodotto matrici di cantilever. Usando il polisilicone, sono state prodotte matrici di quattro e otto cantilever. I cantilever sono stati iscritti in una singola nano-area con un elettrodo che li collega a un circuito esterno di rilevazione e di lettura del segnale elettronico. I cantilever sono stati inoltre definiti su diverse nano-aree con una connessione con linea di metallo tra essi e il circuito di controllo. Un circuito elettronico integrato che include un processore a semiconduttore a ossido di metallo complementare (CMOS) funge da circuito di lettura e controllo. È stato scelto in modo da minimizzare il rumore dovuto alla capacitanza parassita. La capacitanza avviene come risultato della polarizzazione dei nano-cantilever nella nano-aera. L'uso di una configurazione in transimpedenza insensibile a questo rumore ha anche comportato distanze minori tra i cantilever che formano la matrice. Un altro risultato entusiasmante ed estremamente utile del progetto di ricerca NANOMASS II è che con l'aiuto di una matrice è possibile ottenere la rilevazione differenziale. È possibile funzionalizzare solo alcuni dei cantilever che formano la matrice. Di conseguenza, tenendo un cantilever inerte ed eccitando gli altri, si hanno ottime prestazioni di rilevazione.

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