Description du projet
Un nouveau dispositif compact pour mesurer les champs magnétiques dans toutes les directions
Les magnétomètres sont essentiels pour détecter les champs magnétiques dans des applications telles que la navigation, les appareils biomédicaux et les satellites. Les magnétomètres actuels à l’échelle de la puce ne peuvent détecter que des champs 1D, manquent de précision dans certaines directions et ne fonctionnent pas à des températures extrêmes. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PYRAMID prévoit de développer un magnétomètre 3D compact, trois à dix fois plus précis et occupant seulement 10 % de l’espace des solutions existantes. En s’appuyant sur des techniques de micro-usinage avancées et en intégrant le GaN et le graphène, PYRAMID créera une solution monopuce pour une navigation 3D précise, même dans des environnements extrêmes. La solution proposée offrira de nouvelles possibilités pour les implants biomédicaux, les systèmes d’alimentation électrique et les nanosatellites.
Objectif
"Chip-scale magnetometers come in several flavors, the most common being silicon Hall-effect plates that integrate easily with electronics. However, these devices only detect 1D fields, are asymmetric between X-Y and Z directions, and cannot work in extreme temperatures. My goal is to leverage my expertise in micromachining and wide-bandgap semiconductor Hall-plates to realize magnetometers with a unique ""3D"" microstructure that uses 10% of the space of existing ""3x1D"" sensors, and is 3-10x more accurate. This enables new products for 3D navigation in autonomous microsystems such as biomedical implants, power monitoring, and nanosatellites.
This proposal will involve the development of the inverted pyramid device through crystallographic etching of <100> CMOS silicon to expose the <111> crystal plane at 54.7. This enables higher angular accuracy and avoids fabrication misalignment or packaging errors. The <111> also supports direct GaN and other 3D Material integration with CMOS chips. In parallel, the host group, the Electronics Instrumentation(EI) laboratory at TU Delft, will develop the CMOS integrated circuit for front-end amplification and switching scheme of the sensor to detect all three components of the field from a singular device. The EI lab is top-ranked in circuits design and complements my sensor development activities seamlessly.
The final year of the project will focus on testing these chips packaged together and development of a integrated single chip with both sensor and circuit to reveal improved performance with the use of graphene as the device layer. This project will open up future work with (ultra) wide-bandgap material integration using GaN and/or Diamond to enable extreme-environment navigation sensors with exotic applications in high temperature environments.
The project will improve my career prospects as a tenure-track professor with training in circuits, teaching and tenure-track professional development at TU Delft."
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinateur
2628 CN Delft
Pays-Bas