Convocatoria JAE INTRO 2025

• JAEINT25_EX_1552
• ABAD MUÑOZ, LIBERTAD
• llibertat.abad@imb-cnm.csic.es

A pesar de los avances en la miniaturización de microsistemas, la mayoría aún depende de baterías voluminosas y de corta vida útil. Una alternativa prometedora es la conversión del calor residual en energía eléctrica mediante generadores termoeléctricos. Aplicaciones emergentes como microsistemas autónomos y dispositivos wearables requieren microgeneradores termoeléctricos (uTEG) capaces de transformar pequeñas diferencias de temperatura en electricidad, reduciendo la dependencia de baterías convencionales. Los materiales con mayores valores de la figura de mérito termoeléctrica (ZT) son compuestos inorgánicos basados en elementos como Bi, Pb, Sb y Te. Sin embargo, su fragilidad, elevado costo y dificultad para integrarse en sustratos flexibles o de gran tamaño limitan su aplicación en ciertos campos. Para aplicaciones de bajo coste o grandes superficies, los materiales ideales deben ser ligeros, económicos, flexibles y mecánicamente resistentes. En este sentido, los polímeros conductores surgen como alternativa viable a los materiales inorgánicos de alta ZT, especialmente en aplicaciones donde la eficiencia no es el principal requisito, como en el sensado termoeléctrico. La propuesta busca formar al estudiante en la fabricación de materiales poliméricos termoeléctricos, no tóxicos y nanoestructurados mediante electrospinning, así como en su caracterización termoeléctrica para su implementación en uTEGs. La viabilidad de este plan se respalda en la experiencia del grupo de termoelectricidad de MESSI, especializado en la recolección de calor ambiental mediante tecnología termoeléctrica. Actualmente, el grupo desarrolla microgeneradores planos de silicio para aplicaciones IoT, basados en nanohilos o capas finas nanoestrucuturadas de silicio, con el objetivo de aumentar la densidad de integración y lograr una eficiente integración de intercambiadores de calor miniaturizados que permitan extraer niveles útiles de energía y potencia. Además se ensamblan intercambiadores de calor optimizados para maximizar la diferencia de temperatura sobre superficies calientes. Paralelamente, se exploran películas delgadas termoeléctricas, caracterizadas durante y después del crecimiento mediante la técnica 3ω Völklein, con sensibilidad de sub-monocapa. Finalmente, se diseña tecnología capaz de recolectar y almacenar microenergía de origen térmico.

• JAEINT25_EX_0358
• BROSEL OLIU, SERGI
• sergi.brosel@imb-cnm.csic.es

El trabajo se engloba en la línea de investigación consolidada que desarrolla el Grupo de Aplicaciones Biomédicas (GAB) del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) y que hace referencia al desarrollo de nuevas herramientas para el biosensado de analitos de relevancia clínica basados en la tecnología de las matrices de transistores de grafeno. En los últimos años, el grupo se ha focalizado en la aplicación de estas matrices de transistores de grafeno de efecto de campo (graphene solution gated filed effect transistors, gSGFET) en el ámbito de las interfases neuronales, ofreciendo la posibilidad de hacer registros en el cerebro con una alta resolución temporal y espacial, la capacidad de miniaturización y multiplexación, así como compatibilidad con medidas electrofisiológicas. Todo ello, a través de las capacidades en micro y nanotecnologías en la Sala Blanca del IMB-CNM. El GAB es un es un grupo transversal compuesto por más de veinte miembros, cuya misión es aprovechar las capacidades tecnológicas de la Sala Blanca y las instalaciones científico-técnicas del IMB-CNM para desarrollar instrumentación biomédica innovadora que responda a las necesidades de la medicina del futuro. Todas las líneas de investigación del grupo se llevan a cabo en colaboración con equipos biomédicos, abarcando desde la investigación básica hasta la clínica, lo que garantiza que la formación del candidato se desarrolle en un entorno altamente multidisciplinar. El trabajo a realizar durante estos siete meses consistirá exactamente en participar en la funcionalización de los transistores de grafeno para la detección de biomarcadores de interés en el cerebro como los neurotransmisores con la finalidad de diseñar nuevas herramientas de diagnóstico de ciertas patologías neuronales. Esta propuesta de trabajo está dirigida a estudiantes de ingeniería biomédica, biotecnología, nanociencias y química. A nivel formativo, brindará al candidato/a la oportunidad de desarrollar competencias en áreas tanto tecnológicas como biológicas. Específicamente, en el ámbito tecnológico, adquirirá conocimientos en procesos de micro y nanofabricación, así como el dominio de técnicas de modificación química de superficies, sumado a la realización de ensayos biológicos in vitro en laboratorio. Esta formación servirá como una primera inmersión en la investigación, permitiéndole identificar sus áreas de interés y explorar sus perspectivas profesionales futuras.

• JAEINT25_EX_0755
• DOMINGUEZ HORNA, CARLOS
• carlos.dominguez@imb-cnm.csic.es

El estudiante analizará las etapas de fabricación de los circuitos integrados proponiendo las técnicas de caracterización adecuadas para comparar los parámetros de fabricación con los de modelización de partida. Este trabajo comprende las siguientes tareas: 1. Estudio de las técnicas de caracterización para control de procesos de fabricación en tecnología de silicio. Ej.: elipsometría, FTIR, perfilometría… 2. Elección de las técnicas más idóneas en función del parámetro a analizar (espesor, índice de refracción, composición, topografía, rugosidad…) 3. Aplicación de las técnicas al control de procesos, verificación cruzada de técnicas: elipsometría/interferometría. 4. Seguimiento de un proceso de fabricación completo y parametrización del mismo. Al final del periodo de beca, el estudiante se habrá formado en las técnicas de control de parámetros de proceso, y además en la verificación de los modelos de simulación y en el seguimiento de procesos de fabricación.

• JAEINT25_EX_0758
• FANECA RUEDAS, JOAQUIN
• joaquin.faneca@csic.es

Se investiga el impacto de la variación en la estequiometría del nitruro de silicio en el diseño y desempeño de componentes fotónicos integrados. Se analizan sus propiedades ópticas, en particular la modulación del índice de refracción en función de la composición, diferenciando entre nitruro rico en silicio y nitruro rico en nitrógeno. Estos materiales permiten optimizar guías de onda, filtros y otros dispositivos para aplicaciones en telecomunicaciones. Tareas: El trabajo incluye el diseño de guías de onda y otros componentes considerando diferentes índices de refracción, la fabricación de muestras con nitruro de silicio en distintas estequiometrías y la caracterización óptica de los dispositivos mediante espectroscopía y medición de pérdidas de propagación. Además, se comparará el desempeño de los dispositivos en función de la composición del material y se evaluarán sus posibles aplicaciones en telecomunicaciones.

• JAEINT25_EX_0740
• ILLA VILA, XAVIER
• xavier.illa@csic.es

Fabricacion de matrices de transistores de grafeno en sustratos flexibles en la Sala Blanca del IMB-CNM usando nuevos materiales tales como el Parylene-C: para eso se formará al estudiante en las diferentes técnicas de micro y nanofabricación disponbles en la Sala Blanca (fotolitografia, grabados secos, deposición de capas delgadas, etc.) Caracterización de dichos transistores de grafeno en los set-ups de caracterización eléctrica que dispone el equipo de investigación.

• JAEINT25_EX_1541
• JIMENEZ JORQUERA, CECILIA
• cecilia.jimenez@csic.es

Este Trabajo se enmarca en la línea de investigación de la IP Cecilia Jimenez y el investigador del IMB-CNM Josep Maria Margarit, relacionada con el desarrollo de sistemas multisensores y circuitería neuromórfica para la detección en continuo de parámetros de calidad en aguas. Dentro de esta línea se están desarrollando unos chips fabricados con tecnología microelectrónica que contienen múltiples sensores (ISFETs) de forma que de un solo chip se obtiene respuesta multiparamétrica. El objetivo final es validar estos sensores en acuicultura. Esta línea cuenta con la financiación de varios proyectos en curso: BIOSENSEI (HORIZON-CL6-2023-ZEROPOLLUTION, ref. 101135241) y ORGCHIP.AI (MICIU, CNS2023-143734).

El plan de Trabajo para el estudiante consta de varios puntos: 

1. 1. El estudiante se formará mediante seminarios o charlas que se dan de forma habitual en el IMB-CNM, lectura de artículos, memorias, etc., en todos los aspectos relacionados con sensores, membranas selectivas a iones, tecnología microelectrónica y medidas de calidad de aguas y acuicultura.
2. 2. Permisos en Laboratorios y servicios: para realizar las tareas del proyecto, tendrá que acceder a varios Laboratorios y Servicios del IMB-CNM para los cuales hay que pasar un proceso de validación. 
3. 3. Trabajo experimental: este constará de varias fases: • Aprendizaje en el uso de chips sensores y equipos para medidas. El estudiante recibirá varios cursos en forma de talleres sobre la metodología para la validación de los sensores. Calibración, preparación de soluciones, tratamiento de los datos, interpretación de los resultados. • Deposición de membranas sobre chips multisensores. El estudiante se formará en los procesos de deposición de membranas utilizando la metodología del IMB-CNM basada en técnicas fotolitográficas. Se depositarán membranas para detectar varios iones (p.e. Na+, K+, NH4+, Cl-) en un mismo chip. • Caracterización de los chips multisensores con varios tipos de membranas selectivas a iones. Se estudiará para estos multisensores la sensibilidad, límite de detección, interferencias, exactitud, etc. • Informe de los resultados obtenidos y conclusiones.

• JAEINT25_EX_1067
• MARGARIT TAULE, JOSEP MARIA
• josepmaria.margarit@csic.es

This training project is part of our research activities to develop brain-like (i.e. neuromorphic) AI algorithms and to integrate them into miniaturized multisensory analytical systems capable to interact with real, evolving industrial, health and environmental care settings. By mimicking the neural mechanisms that deliver perception, learning, memory, and decision-making in biology, neuromorphic technologies optimize the acquisition of knowledge using sparse and robust binary encoding, dynamic adaptability, and massively-parallel computing from the very heart of the sensors. As such, these technologies are poised to predict and control physicochemical attributes with high accuracy, cognitive capacities, and an energy expenditure three orders of magnitude lower than current generations of edge-AI systems. The student will participate in the integration and optimization of a new generation of intelligent Lab/Organ-on-Chip and monitoring probes, in close collaboration with a multidisciplinary team of scientists experts in machine learning, neuroscience, analytical chemistry and micro/nanotechnology. Specifically, he will pursue the fabrication of electrochemical microfluidic modules and electronic circuits embedding the latest neuromorphic AI algorithms in the systems. Training activities will be carried out at the offices, labs and clean room facilities of the IMB-CNM, including: the joint microintegration of chemical transducers and fluidic elements prototyped with polymeric materials; the development of feed-forward and recurrent neural models to predict parameters of interest; the application of state-of-the art learning techniques to adapt to changing conditions and to control closed sensor-actuator interactions; and the development of hardware & firmware associated to the new instrumentation - synthesizing the neural network models in programmable devices. The trainee will also be offered to follow the scientific seminars regularly taught by lead researchers at the institute.

• JAEINT25_EX_0483
• MARTINEZ DOMINGO, CARME
• carme.martinez@csic.es

Advancing soft robotics and on-skin electronics demands the integration of multiple flexible electronic components. Traditional sensor technologies often fall short in providing widespread, large-scale monitoring capabilities. Although modern sensors boast high integration and miniaturization—ideal for smart devices—their rigid, compact nature restricts their use across various domains. Flexible sensors excel in mechanical adaptability, stretchability, and shape conformity. These properties make them ideal for applications requiring high mechanical compliance, dense integration, and cost-effectiveness. Use cases span from conformable skin patches and intelligent textiles to industrial adhesive sensors. Moreover, flexible sensors can be produced using cost-effective materials and scalable manufacturing methods like printing, boosting their market potential. Researchers at IMB-CNM have developed an innovative in situ reactive inkjet printing technique to fabricate highly flexible Au thin films. These films can withstand mechanical deformation exceeding 1% strain without failure or significant performance degradation. The process utilizes substrates as reducing agents, eliminating the need for post-treatment or sintering steps. Unlike conventional thermally evaporated metallic films, these new thin films are bendable, rollable, twistable, and conformable to various substrates, including fabrics. This breakthrough enables the integration of flexible sensors into dynamic, shape-changing objects and large-area, non-flat surfaces. Building on this technology, the student will explore a novel approach focused on Cu thin films, which offer improved sustainability and cost-effectiveness compared to Au. The research will involve: 1-Optimization of Cu ink formulation 2-Development of reactive substrates with appropriate functional groups to effectively convert Cu ions into their metallic form This approach aims to exploit the advantages of reactive inkjet printing while addressing the specific challenges of working with Cu. This project introduces students to research, emphasizing manufacturing techniques and electrical characterization, while developing practical skills and basic knowledge for their research career.

• JAEINT25_EX_0353
• VILLA SANZ, ROSA
• rosa.villa@csic.es

El trabajo a desarrollar se enmarca en la línea de investigación consolidada que desarrolla el Grupo de Aplicaciones Biomédicas (GAB) del IMB-CNM y que hace referencia al desarrollo de dispositivos microfluídicos para simular condiciones fisiológicas de órganos o tejidos. Son los denominados Organ on Chip que permiten por ejemplo el estudio de toxicidad de fármacos disminuyendo la experimentación animal. En los últimos años hemos desarrollado dispositivos microfluídicos para distintas aplicaciones biomédicas con sensores realizados con micro y nanotecnologías en la Sala Blanca del IMB-CNM para poder monitorizar los cultivos celulares. El GAB es un grupo multidisciplinar integrado por unas veinte personas y su misión es la de aprovechar las capacidades tecnológicas que ofrece la Sala blanca y las instalaciones del IMB-CNM para desarrollar nueva instrumentación para uso biomédico y que cubra las necesidades de la medicina del futuro. La IP del Grupo (Dra. Rosa Villa) es la solicitante de esta JAE INTRO Todas las líneas que se desarrollan en el grupo son realizadas conjuntamente con grupos biomédicos que van desde la investigación básica a la clínica por lo que la formación del candidato se hará en un entorno muy multi disciplinar. El trabajo a realizar durante estos siete meses consistirá exactamente en participar en la integración de microelectrodos en los dispositivos microfluídicos y su validación para monitorizar la resistencia transepitelial (TER) para ver el estado de la barrera celular. Es un trabajo adecuado para estudiantes del área de ingenierías, ingeniería biomédica, biotecnología y nanociencias. Por ello a nivel formativo le permitirá al candidato/a aprender y conocer técnicas tanto tecnológicas como biológicas. En concreto a nivel tecnológico aprenderá procesos de micro y nanofabricación para realizar los sensores así como técnicas de caracterización electro-química juntamente con técnicas de fabricación de prototipado rápido para hacer dispositivos microfluídicos así como conocer las técnicas de cultivos celulares con estos dispositivos en un laboratorio biológico. Toda esta formación le proporcionara una introducción a la investigación que le permitirá valorar su proyección y área de interés en el futuro.

• JAEINT25_EX_0649
• YESTE LOZANO, JOSE
• jose.yeste@csic.es

El Grupo de Aplicaciones Biomédicas (GAB) del IMB-CNM desarrolla micro y nanotecnologías para registros de electrofisiología en cultivos celulares, aprovechando las capacidades de la Sala Blanca y las instalaciones del IMB-CNM. En esta línea, hemos creado dispositivos microfluídicos y sensores con técnicas de micro y nanofabricación para aplicaciones biomédicas avanzadas. El GAB lo integra un equipo multidisciplinar de alrededor de veinte personas, orientado a la investigación y desarrollo de instrumentación biomédica destinada a las necesidades clínicas del futuro. El candidato seleccionado trabajará bajo la supervisión del Dr. Jose Yeste en un entorno colaborativo multidisciplinar, en el que confluyen la electrónica, la microfabricación y la biología celular. El proyecto consiste en diseñar, fabricar y validar un módulo electrónico de amplificación de muy bajo ruido (< 1 pA rms) para medir corrientes eléctricas en matrices de micro y nanoelectrodos. Este plan de formación resulta idóneo para estudiantes de ingeniería electrónica con interés en la bioingeniería. Durante el desarrollo, el candidato aprenderá a utilizar software de simulación para el diseño de circuitos de bajo ruido y adquirirá experiencia en las técnicas de montaje y testado con equipos de caracterización eléctrica. Además, participará en la optimización de la arquitectura del módulo para alcanzar las prestaciones deseadas en parámetros como muestreo, ganancia y rechazo de interferencias. El dispositivo se empleará para registros electrofisiológicos en cultivos celulares, formando parte de un sistema de adquisición innovador basado en micro y nanopilares que posibilitará medir corrientes iónicas paracelulares con una resolución sin precedentes. Este enfoque abrirá nuevas oportunidades para el estudio de los mecanismos fisiológicos implicados en el transporte iónico a través de las barreras celulares. El presente plan de formación, por tanto, no solo dotará al candidato de competencias en electrónica, sino que también ofrecerá una visión amplia de la transferencia de tecnología al ámbito de la bioingeniería, contribuyendo al avance de soluciones diagnósticas y terapéuticas de nueva generación.