Optimale Verstärkung von Signalen im Nanoampere-Bereich
Die akademische Gemeinschaft Europas konnte sich an der Spitze der Nanotechnologieforschung etablieren. Bei der Förderung von Innovation in diesem Bereich kommt dem Programm "Technologien für die Informationsgesellschaft" (Information Society Technologies, IST) eine bedeutende Rolle zu. Perfektes Beispiel dafür ist das Nanomass II-Projekt, das auf den im ursprünglichen Nanomass-Projekt erzielten Fortschritten aufbaut. Koordinatorin von Nanomass II ist die Universitat Autònoma de Barcelona. Universitätswissenschaftler des Fachbereichs Electronic Engineering leiteten die Entwicklung des neuen Massensensors. Eines der zu lösenden Probleme war die richtige Behandlung des elektrischen Signals, das von den Nanocantilevern erzeugt wird, die das Herzstück des Sensors bilden. In dem Bemühen, die an der Übergangsstelle zwischen dem Wandler des Nanocantilevers und der Schaltung verursachte Kapazität zu minimieren, wurden zwei unterschiedliche Methoden umgesetzt. Die Schaltung basierte auf der CMOS-Technologie (komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter, Complementary Metal-Oxid-Semiconductor). Tests mit einem Stromverstärker ergaben die Möglichkeit der wirksamen Eliminierung parasitärer Kapazität, wenn virtuelle Erdungstechnik zum Einsatz kam. Im Falle eines Trennverstärkers war es von Vorteil, dessen Polarisationskapazität unter Nutzung des gleichen nanolithographischen Verfahrens wie bei dem Wandler herzustellen. Der Effekt der Autopolarisation wurde ebenfalls untersucht. Beide Verstärker erwiesen sich als geeignet, Ströme im Bereich von 10-100 Nanoampere innerhalb einer Bandbreite von einem Megahertz genau zu messen. Der Nutzen des Sensors wurde durch die Einbeziehung einer Phasenerfassungsschaltung noch aufgewertet.
