Comencen sis nous projectes a l'IMB-CNM dins de la convocatòria I+D+i de la AEI

El IMB-CNM ha rebut un total de 1.010.108,00 € en l'última convocatòria PID2020 (Programes Estatals de Generació de Coneixement i Enfortiment Científic i Tecnològic del Sistema d'I+D+i i d'I+D+i Orientada als Reptes de la Societat) per a la realització de sis projectes nacionals. El desenvolupament de materials semiconductors, l'estudi de nous xips per a estudis químics o de detectors de traces amb resolució temporal per al CERN són algunes de les temàtiques protagonistes de les iniciatives concedides. Totes les accions van començar el passat 1 de setembre i tenen una durada de tres anys.

Són 9 els investigadors del IMB-CNM que dirigiran aquests projectes que aborden els reptes de la societat. Tots es poden trobar en la pàgina de Projectes de la web.

OptoFET: Noves configuracions de portes per a MISFET de diamant amb canal opto-activat: tecnologia i caracterització

IP: Philippe Godignon.

El constant augment de l'electrificació i la digitalització dels mitjans de transport com ara automòbils, trens d'alta velocitat i avions; així com la necessitat de millorar l'eficiència dels sistemes d'energies renovables, han creat la necessitat de nous materials semiconductors i dissenys de dispositius associats a emprar als sistemes d'electrònica de potència. El diamant és el semiconductor més atractiu per a aplicacions d'alta potència per les seves propietats tèrmiques i electròniques; però també el més difícil de processar. El projecte OptoFET ​​proposa un enfocament innovador per a la fabricació d´un transistor FET de potència basat en diamant. Es tracta d'integrar un control de porta per efecte fotoelèctric, cosa que permetrà un millor aïllament i una major eficiència del transistor. El projecte es desenvoluparà en col·laboració amb la Universitat de Cadiz, que s´encarregarà d´optimitzar el creixement de diamant per CVD. S'abordarà la seqüència de disseny, fabricació i caracterització de tres tipus de dispositius, amb un grau de complexitat creixent.

MINAHE7: Disseny i fabricació de xips innovadors en suspensió per a estudis químics, bioelectrònics i mecànics en cèl·lules vives

IP: José A. Plaza i Jaume Esteve.

Desenvolupament de nous sensors i actuadors intracel·lulars químics, electromagnètics i mecànics aplicats a estudis fonamentals en nanomedicina i en nanobiotecnologia. S'avançarà en la implementació transversal d'aplicacions, incloent codis de barres per identificar cèl·lules, dispositius per a estinul·lació elèctrica de les cèl·lules, així com la fabricació d'hidrogels amfifílics contenint xips per incrementar la distribució dels mateixos i el desenvolupament de xips mecànics per a l'estudi de la mecànica cel·lular. El projecte abastarà el disseny, fabricació i caracterització dels dispositius, juntament amb les proves de viabilitat biològica cel·lular i de rendiment dels dispositius.

LabOnCMOS: Desenvolupament d'una plataforma intel·ligent Lab-on-CMOS per a la implementació de tests ràpids

IP: Toni Baldi i Francisco Serra (UAB).

L'objectiu és el desenvolupament d'una plataforma de diagnòstic genèrica, totalment un sol ús, miniaturitzada i ultrasensible per a l'estudi de volums diminuts de mostres accessibles de manera no invasiva, així com la seva anàlisi en un escenari clínic. Serà portat a terme per un equip multidisciplinari amb una àmplia experiència en camps que inclouen les tècniques de microfabricació, electrònica, microfluídica, química analítica i microbiologia. Reuneix membres de tres grups de recerca de dues institucions diferents: el grup de Transductors Químics (GTQ) i el grup de Circuits i Sistemes Integrats (ICAS) de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) i el grup Diagnostic Nanotools ( DINA) de l'Institut de Recerca Hospital Universitari Vall d'Hebron (VHIR).

CMSUPG: Activitats de l'IMB-CNM per als "upgrades" d'alta lluminositat de l'LHC: Inner Tracker i Endcap Timing Layer

IP: Salvador Hidalgo i David Flores.

Coordinat entre IFCA (UC-CSIC), IMB-CNM (CSIC) i ITAINNOVA, la finalitat és contribuir a l'actualització dels subdetectors de traces més interns (Inner Tracker) ia la construcció de la nova capa de detecció amb resolució temporal (Endcap Timing Layer (ETL), que formaran part de l'actualització de l'experiment CMS (Compact Muon Detector) del CERN. Aquesta actualització, que incrementarà les capacitats d'operació del detector durant la fase d'alta lluminositat de l'accelerador, planteja dificultats extraordinàries tant en la resistència a la radiació dels sensors (i la corresponent electrònica corresponent) com en la seva capacitat per a la reconstrucció de les interaccions produïdes al col·lisionador (amb una alta multiplicitat de traces i amb fins a 200 interaccions inelàstiques a cada encreuament de paquets protons).

Així, a les zones de detecció que requereixen una alta resolució temporal, s'integrarà una nova capa formada per sensors de silici amb guany integrat denominats LGAD (Low Gain Avalanche Detectors). Aquesta capa, anomenada ETL, s'instrumentarà amb sensors LGAD, gràcies al fet que aquest tipus de dispositius aconsegueixen una resolució temporal adequada gràcies a un flanc de pujada del senyal molt ràpid, amb una relació senyal-soroll elevada. L'IMB-CNM és un dels pocs centres al món capaços de fabricar aquest tipus de sensors, per la qual cosa formarà part de la fabricació dels LGAD necessaris per a la construcció de l'ETL de CMS (format per un total de 39.000 sensors, amb una mida de 1.6 mm quadrats per sensor). A més, al projecte coordinat està prevista la integració de 900 mòduls funcionals (formats pel sensor i per l'electrònica de lectura), estudiant, mitjançant simulacions numèriques, tots els aspectes relacionats amb la seva optimització i millora dels procediments matemàtics necessaris per a la reconstrucció de traces a nivell de sistema.

LONTIME: Detectors d'allau de baix guany de Raigs-X tous amb pitch de 55um per a aplicacions d'imatge utilitzant l'ASIC Timepix4

IP: Enric Cabruja.

La coincidència de l'experiència dels xips Timepix a l'IFAE i dels LGAD a IMB-CNM brinda l'oportunitat d'ajuntar els sensors LGAD i els ASIC Timepix4 per obtenir un sensor de Raigs-X de baixa energia (soft X-Rays). L'estratègia de la proposta és utilitzar el disseny LGAD més adequat com a sensor d'un dispositiu LGAD/Timepix4, per aconseguir un llindar d'energia més baix, inferior a 5keV, que altres per a Rajos-X. Les aplicacions serien en fonts de llum de sincrotró, a Física d'Altes Energies (HEP) ia Física Mèdica.

microBIO: Nanomaterials avançats i microdispositius autònoms intel·ligents per a aplicacions bioelectròniques

IP: Gonzalo Murillo.

L'epilèpsia, el dolor crònic, la malaltia d'Alzheimer i el Parkinson, les depressions, el dany per accident cerebrovascular, la cicatrització de ferides, la regeneració cel·lular i muscular i altres trastorns podrien tractar-se estimulant elèctricament les cèl·lules excitables del nostre cos. Més de mil milions de persones a tot el món es veuen afectades per aquestes malalties i les seves conseqüències directes, segons l'Organització Mundial de la Salut. L'objectiu de microBIO és explorar l'ús de nous nanomaterials intel·ligents avançats (piezoelèctrics, triboelèctrics, flexoelèctrics i magnetostrictius) i microtecnologia compatible amb CMOS per integrar microdispositius autoalimentats per modular in situ l'activitat elèctrica de cèl·lules excitables (neurones i cèl·lules òssies, pell o mare). A causa de la mida del dispositiu miniaturitzat, la resolució espacial de l'estimulació és inferior a una micra, fet que millora enormement els resultats obtinguts per un altre tipus d'estimulació (multielèctrodes, TENS, etc). Gràcies a l'ús de microtecnologia compatible amb CMOS i un ampli catàleg de materials intel·ligents biocompatibles, les possibilitats d'aplicació són innombrables amb un gran impacte potencial.