CMOS Monolithic Mechatronic Microsystem for Surface Imaging and Force Response Studies

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F05%3A03118208" target="_blank" >RIV/68407700:21230/05:03118208 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

angličtina

Original language name

CMOS Monolithic Mechatronic Microsystem for Surface Imaging and Force Response Studies

Original language description

We report on a standalone single-chip (7 mm /spl times/10mm) atomic force microscopy (AFM) unit including a fully integrated array of cantilevers, each of which has individual actuation, detection, and control units so that standard AFM operations can beperformed only by means of the chip without any external controller. The system offers drastically reduced overall size and costs and can be fabricated in standard CMOS technology with some post-CMOS micromachining steps to form the cantilevers. Full integration of microelectronic and micromechanical components on the same chip allows for controlling and monitoring all system functions. The on-chip circuitry notably improves the overall system performance. Circuitry includes analog signal amplificationand filtering stages with offset compensation, analog-to-digital converters, digital proportional-integral-derivative (PID) deflection controllers, sensor-actuator compensation (SAC) filters, and an on-chip digital interface.

Czech name

Jednočipový mechatronický systém pro skenovací mikroskopy

Czech description

Představujeme nezávislý jednočipový (7 x 10 mm) senzor pro skenovací mikroskopy (AFM) obsahující pole sedmi snímacích elementů každý s vlastním A/D převodníkem, PID regulátorem a akčním členem. Jednotlivé elementy mohou pracovat zcela nezávisle a výraznětím zkrátit čas potřebný k provedení kompletního skenu povrchu. Navržený systém je zcela autonomní a nevyžaduje už žádné jiné senzory. Celý systém je vyroben ve standardním CMOS procesu s několika dalšími kroky post-procesu pro uvolnění snímacích elementů. Jak ukazují naměřené výsledky, vertikální rozlišovací schopnost systému je vyšší než 1 nm a v případě silového měření vyšší než 1 nN.

Type

J_x - Unclassified - Peer-reviewed scientific article (Jimp, Jsc and Jost)

CEP classification

JB - Sensors, detecting elements, measurement and regulation

OECD FORD branch

—

Project

—

Continuities

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2005

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Name of the periodical

IEEE Journal of Solid-State Circuits

ISSN

0018-9200

e-ISSN

—

Volume of the periodical

40

Issue of the periodical within the volume

4

Country of publishing house

US - UNITED STATES

Number of pages

9

Pages from-to

951-959

UT code for WoS article

—

EID of the result in the Scopus database

—