کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
543205 871642 2014 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A novel approach to high-speed high-resolution on-chip mass sensing
ترجمه فارسی عنوان
یک رویکرد جدید برای سنجش با سرعت بالا با وضوح بالا بر روی تراشه
کلمات کلیدی
مدل های تحلیلی، نانولوله های کربنی، سیستم حلقه بسته سیستم های نانو الکترومکانیکی، سیستم های غیر خطی، نوسانگرها، حلقه های فاز قفل شده، تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر سخت افزارها و معماری
چکیده انگلیسی

The state-of-the-art mass sensing so far has been rather developed along the resolution axis, reaching atomic-scale detection, than into the direction of high-speed. This paper reports a novel self-calibrating technique, making high-speed inertial mass sensors capable of instant high-resolution particle detection and weighing. The sensing nanoelectromechanical resonator is embedded into a phase-locked loop and the sensor-inherent nonlinear phase–frequency relation is exploited for auto-calibration. A tunable on-chip carbon nanotube based mass balance serves as a case study of small-size and low-cost environmental and healthcare applications. Tunability and a phase-locked loop topology make the system widely universal and invariant to nanotube characteristics. Operational for tube eigenfrequencies up to 385 MHz, the circuit integration in a 180 nm technology achieves instantaneous zeptogram resolution, while yoctogram precision is obtained within the tenth of a second. These figures of merit range at the physical limits of carbon nanotube resonators, in both mass- and time-resolution.

ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Microelectronics Journal - Volume 45, Issue 12, December 2014, Pages 1648–1655
نویسندگان
, , ,