Descrizione del modulo "Micro-dispositivi acusto-elettronici e Sensori di grandezze chimiche e fisiche (SP.P02.008.001)"

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  • Descrizione del modulo "Micro-dispositivi acusto-elettronici e Sensori di grandezze chimiche e fisiche (SP.P02.008.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I sensori basati su dispositivi elettro-acustici trovano applicazione in diversi settori di interesse individuale e collettivo, tra i quali la medicina, l'industria alimentare, la sicurezza. In particolare l'impiego di biosensori ad onde acustiche nel campo medico fornisce i mezzi per la realizzazione di sistemi di diagnostica non invasiva. Il loro impiego nel campo della difesa e dell'homeland security favorisce lo sviluppo di nuovi sistemi per la prevenzione di attacchi terroristici. Un altro campo di potenziale applicazione dei bio-sensori ad onde acustiche è quello del cotrollo della qualità dei cibi. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Studio di nuovi dispositivi utilizzanti propagazione BAW, SAW, STW e p-SAW; Realizzazione di sensori e matrici di sensori basati sui diversi dispositivi. Sistemi sensoriali basati su biosensori SAW/BAW o su sensori chimici SAW/BAW per la rivelazione e il riconoscimento di sostanze volatili (odoranti, gas tossici, solventi chimici, ecc..) Messa a punto di nuove tecniche di microfabbricazione dei dispositivi e crescita, mediante sputtering, di materiali piezoelettrici (AlN, ZnO, GaN) con diverse orientazioni cristallografiche e su diversi substrati (C, Si, SiC). Fabbricazione di transistor in diamante. (literal)
Competenze
  • Le competenze riguardano lo studio della propagazione di onde elastiche (superficiali e di volume) in mezzi piezoelettrici ed anisotropi, le tecniche di traduzione elettro-acustica, i dispositivi e l'elettronica di condizionamento. Le tecnologie utilizzate sono quelle proprie della microelettronica: crescita tramite evaporazione e sputtering di film sottili, litografia e tecniche di etching a secco e in umido. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Praticamente ogni processo produttivo dipende dalla tecnologia sensoristica. I sensori sono infatti i primi componenti di tutti i sistemi di controllo e automazione. I dispositivi ad onde acustiche possono essere convenientemente utilizzati, considerando anche il basso costo di realizzazzione, sia come sensori di grandezze fisiche (pressione, temperatura, ecc) sia come sensori chimici sia come bio-sensori. Inoltre la possibilità di realizzare sensori wireless di tipo passivo, apre nuovi orizzonti in tutti quei contesti dove una connessione via cavo tra il sensore e l'unità di processamento può risultare inattuabile o di difficile realizzazione a causa della presenza di organi in movimento o per la necessità di monitorare ambienti non facilmente accessibili. (literal)
Tecnologie
  • Le competenze esistenti riguardo le metodologie di modellazione riguardano in particolare la propagazione di onde superficiali su superfici e/o piastre, in presenza di strati multipli; la modellazione agli elementi finiti, la simulazione di circuiti elettronici e strutture a frequenza di micro-onda (literal)
Obiettivi
  • - Realizzazione di transistor su film di Diamante - Realizzazione di biosensori ad onde acustiche superficiali funzionanti in liquido basati su biomolecole prodotte per applicazioni in campo medico e spaziale. - Realizzazione di sistemi sensoriali utilizzanti biosensori basati su onde acustiche ad alta frequenza (SAW, BAW) - Ottimizzazione di un sistema sensoriale utilizzante biosensori SAW basato su Odorant-binding protein realizzato durante l'attività degli anni precedenti - Realizzazione di Solidly Mounted Resonator (SMR) su silicio poroso. - Realizzazione di Thin Film Bulk Acoustic Resonators (TFBAR) utilizzando nuove tecniche di fabbricazione (literal)
Stato dell'arte
  • I dispositivi elettro-opto-acustici trovano largo impiego in diversi settori dell'elettronica, delle telecomunicazioni e dei radar. Nel campo dei sensori, trasduttori di grandezze fisiche, chimiche e biologiche, basati sull'impiego di dispositivi SAW e BAW sono studiati da tempo ed ora con rinnovato interesse in una moltitudine di applicazioni commerciali. Competenze nel settore sono presenti in diversi paesi Europei, negli USA, in Giappone, ecc., in laboratori di ricerca e strutture industriali. In Italia le competenze sono quasi esclusivamente concentrate presso l'IDASC-CNR. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le competenze esistenti, unite alle capacità di simulazione e modellizzazione, alle tecniche di caratterizzazione e misura, alla strumentazione disponibile, nonchè alle capacità tecnologiche pure a disposizione, permettono di effettuare un percorso completo nell'indagine dei fenomeni e delle strutture (dispositivi) di interesse del gruppo di ricerca. (literal)
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