MOde-localized massasensoren met thermische aandrijving en Piezoresistive DEtection (MOSTAPDE)

Zwak gekoppelde resonantie sensoren hebben de laatste tijd veel interesse gewekt in de sensorgemeenschap, omdat ze bewezen hebben dat ze een grotere gevoeligheid hebben voor een verandering in massa dan andere detectieprincipes. Ze zijn gebaseerd op een effect genoemd mode-localisatie: wanneer twee (of meer) identieke microresonatoren door een veer worden gekoppeld en de symmetrie van het systeem wordt gebroken door een kleine verandering in massa van één resonator, verandert het trillingspatroon, dat elektrisch kan worden gedetecteerd. Om de hoge gevoeligheid te bereiken hebben de resonatoren een lage demping nodig, maar lucht of vloeistof zijn geen geschikt medium. Echter, veel werktoepassingen zoals luchtkwaliteit- of bio-analytische concentratiemetingen vinden plaats in dergelijke media (lucht of water) - de verandering in massa wordt veroorzaakt door het aankoppelen van de analyte op één resonator. We zullen nieuwe oplossingen voor dit fundamentele probleem onderzoeken door de combinatie van thermische excitatie en piëzoresistieve detectie voor gekoppelde resonatoren, wat resulteert in voldoende lage demping. We zullen ook nieuwe feedbackmechanismen toepassen zodat de resonatoren altijd op hun natuurlijke resonantiefrequentie werken (die verschuift met een verandering in massa). Verder zullen we fundamentele aspecten van gekoppelde resonator sensoren onderzoeken die nog niet voldoende onderzocht zijn: bandbreedte, lineariteit en resolutie, waarover is er onenigheid.