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Microelettronica per sensori chimici e biochimici

Un grande numero di applicazioni sensoristiche richiedono l ‘acquisizione dei dati in modo parallelo ad alta risoluzione e a basso rumore. Queste specifiche sono particolarmente importanti in campo nanotecnologico dove l’acquisizione parallela è necessaria per evidenziare la correlazione fra eventi stocastici molto deboli e conseguentemente di difficile rilevazione.

Durante gli ultimi anni abbiamo acquisito le competenze necessarie al disegno e prototipazione di interfaccie elettroniche in tecnologia CMOS 0.35µm per sistemi di acquisizione ibridi i quali includono dei front-end integrati per la misura della corrente a bassissimo rumore specificatamente progettati, direttamente interfacciati a sistemi microfluidici. Tali sistemi per la creazione di membrane lipidiche artificiali costituiscono il naturale supporto per bio-nano-sensori.

Questo approccio integrato permette il raggiungimento di prestazioni in termini di rapporto segnale-rumore paragonabili a quelli ottenibili con grandi strumenti di laboratorio, ma mantenendo le dimensioni, il consumo e il peso adatti a strumenti portabili. E’ stato possibile ottenere questi risultati integrando sullo stesso chip molti componenti costituenti la catena di acquisizione del segnale, quali amplificatori di carica, filtri, convertitori delta sigma, riferimenti di tensione e quant’altro sia necessario in pochi millimetri quadrati di area di silicio.

 

Le competenze specifiche del CIRI ICT in questo ambito includono:

  • Progettazione di circuiti microelettronici in tecnologia CMOS dallo schema a blocchi fino al disegno del layout fisico
  • Simulazione al calcolatore dei circuiti elettronici mediante simulatori spice-like
  • Disegno di PCB multilayers
  • Testing e debugging di circuiti elettronici integrati
  • Programmazione software di interfaccia per acquisizione dati