Разработка интегрированной системы приема и обработки данных высокочувствительного датчика токсичных наноразмерных частиц на базе транзистора с высокой подвижностью электронов с конструктивными элементами на основе функциональных квазидвумерных материалов

bguir_admin - чт, 05/03/2020 - 15:35
Вид научной деятельности:
Дата начала работ:
Дата окончания работ :
Цели:

разработка принципов построения, электрической модели и топологического представления датчиков токсичных наноразмерных частиц с конструктивными элементами на основе функциональных квазидвумерных материалов, включающая исследование посредством моделирования из первых принципов (ab initio) взаимодействия материалов активных областей датчиков с такими частицами, а также проектирование схемотехнического решения предварительной обработки и преобразования аналоговых данных сенсора в цифровой сигнал для применения в составе интеллектуальных сенсорных систем.

Задачи:

  • исследовать физические процессы, возникающие при взаимодействии квазидвумерных материалов с токсичными наноразмерными частицами;
  • исследовать процессы адсорбции токсичных наноразмерных частиц, а также оценить влияние подложки на электронные (сенсорные) характеристики функциональных квазидвумерных материалов;
  • исследовать параметры конструктивных решений датчиков на основе транзисторов с высокой подвижностью электронов (ТВПЭ), активной областью которых являются функциональные квазидвумерные материалы;
  • разработать методику моделирования электрических, частотных и эксплуатационных характеристик датчиков на основе ТВПЭ, активной областью которых являются функциональные квазидвумерные материалы с учетом особенностей условий их функционирования;
  • разработать электрические модели и методы экстракции (идентификации) параметров датчиков с конструктивными элементами на основе функциональных квазидвумерных материалов с учетом особенностей условий их функционирования;
  • разработать схемотехническое решение для преобразования исходного аналогового сигнала сенсора с малой амплитудой в цифровой сигнал, включающее малошумящий усилитель и дельта-сигма АЦП;
  • разработать цифровую подсистему (блок) для предварительной обработки цифрового сигнала;
  • разработать топологическую реализацию интегрированной сенсорной системы "датчик - система (блок) обработки сигнала".
Актуальность (решаемые проблемы):

результаты НИР актуальны для использования в медицине и фармации.

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции:

в результате выполнения НИР будут исследованы физические процессы, возникающие при взаимодействии двумерных одно-, двух- и трехкомпонентных функциональных квазидвумерных материалов с токсичными атомами и молекулами и процессы адсорбции токсичных атомов и молекул, а также оценено влияние подложки на электронные (сенсорные) характеристики одно-, двух- и трехкомпонентных функциональных квазидвумерных материалов, исследованы параметры конструктивных решений и разработаны методы моделирования электрических, частотных и эксплуатационных характеристик, а также подходы к построению электрических моделей и методы экстракции (идентификации) параметров датчиков на основе ТВПЭ, активной областью которых являются одно-, двух- и трехкомпонентные функциональные квазидвумерные материалы с учетом особенностей условий их функционирования, разработано схемотехническое решение для преобразования исходного аналогового сигнала сенсора с малой амплитудой в цифровой сигнал, включающее малошумящий усилитель, дельта-сигма АЦП и цифровую подсистему (блок) для предварительной обработки цифрового сигнала, а также топологическая реализация интегрированной сенсорной системы «датчик – система (блок) обработки сигнала».

Область применения результатов НИОКР:

медицина и формация.

Контактная информация:

учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники"
Научно-исследовательская часть
тел: +375 17 293 80 55
e-mail: science@bsuir.by