Introduction to special issue of the proceedings of the 8th Symposium on High Temperature Superconductors in High Frequency Fields

Peer Reviewe

Detection of superparamagnetic nanoparticles for immunoassays

International audienceWe develop a completely integrated Lab-on-Chip (LoC) for easy, rapid and cost-effective immunoassays. The pathogen sensing system is composed of a microfluidic channel surrounded by planar microcoils which are responsible for the emission and the detection of magnetic fields. The system allows the detection and quantification of superparamagnetic beads used for immunoassays in a “sandwich” antigen-antibody configuration. We successfully tested this device with different concentrations of nanoparticles and determine the limit of detection of the prototype. These results are promising and are a step toward the creation of a portable pathogen sensing device

Miniaturization of Microwave Biosensor for Non-invasive Measurements of Materials and Biological Tissues

Non-invasive planar complementary split ring resonators (CSRRs) coupled to microstrip line for measuring the dielectric properties of materials and biological tissues are presented in this paper. The expectations of health professionals are increasingly turning to less invasive surgical procedures and treatments. In particular, the monitoring of vital parameters (sweat, water in the lungs, etc.) or the evolution of certain pathologies, such as cancer cells, could be observed regularly if suitable devices were developed and could especially replace traditional invasive method. Appropriate miniaturized RF or microwave devices could be an alternative for some medical diagnostic applications. These devices would make it possible to determine the dielectric characteristics of biological tissues, which represent their real pathological states. It would thus be possible, by means of dielectric contrast measurements, to follow the evolution of pathology as well as the vital parameters of a patient. The objective of this research is to produce a prototype biosensor that is suitable for measurements on biological tissues and that can be miniaturized to enhance its spatial sensitivity. This work focuses on the design, electromagnetic simulations and characterization of a new miniaturized biosensors operating between 1 and 10 GHz. The ex-vivo experimental results will be shown by measuring the S-parameters of various materials and animal biological tissues. The extraction of the dielectric parameters of these samples is obtained by the measurements of material

Microcapteurs résonants et électroniques associées (modélisation conjointe et optimisation)

Parmi les MEMS utilisés pour la navigation inertielle, on distingue les accéléromètres à poutre vibrante (Vibrating Beam Accelerometer: VBA) et les gyromètres vibrants à effet Coriolis (Coriolis Vibrating Gyro: CVG). L'ONERA développe un microgyromètre vibrant piézoélectrique à effet Coriolis appelé VIG (Vibrating Integrated Gyro). Ce gyromètre fait interagir des physiques multiples et couplées (mécanique, piézoélectricité thermique). Il est alors nécessaire d'identifier les différents phénomènes mis en jeu qui limitent les performances du système. Cette étude présente une modélisation du système, appuyée sur des campagnes de mesure (structure mécanique et architecture électronique), afin d'améliorer des performances telles que la résolution, le facteur d'échelle, et tout particulièrement la stabilité de biais. La démarche s'organise en trois étapes. Dans un premier temps, nous avons réalisé un modèle détaillé de la structure vibrante du VIG. Après une validation fonctionnelle du modèle, les aspects piézoélectriques ainsi que les couplages de la structure sont intégrés au modèle afin d'obtenir une description complète de la structure vibrante du capteur. Ensuite, nous avons modélisé l'électronique du capteur en insistant sur les amplificateurs de charges et le problème de saturation de la sortie du gyromètre. Enfin, la dernière partie présente une analyse des performances, réalisée à l'aide du modèle, et met en évidence le problème de la stabilité du biais en température. Ce dernier travail débouche sur le développement d'une solution technique d'amélioration de la stabilité de biais d'un facteur cinq par une compensation active des couplages.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Contributions à l'étude du contrôle non destructif des matériaux amagnétiques par courants de Foucault à l'aide de capteurs magnétiques

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des courants de Foucault dans les applications de Contrôle Non Destructif (CND). L utilisation des CF est un moyen très fiable, rapide, peu coûteux et particulièrement bien approprié pour tester les structures métalliques largement utilisées dans le domaine de l aéronautique. Une partie importante de ce mémoire est consacré aux deux principaux aspects du CND par CF: la modélisation et l instrumentation. Plusieurs méthodes analytiques ont été développées. Sur le plan de l instrumentation, une optimisation englobant tous les éléments de la chaîne de mesure a été effectuée. Deux capteurs magnétiques ont été utilisés : le SQUID et la sonde à effet Hall. Le premier présente une très grande sensibilité (4,5V/ T); son inconvénient est la distance (12,8mm) qui le sépare de la surface de l échantillon. Le deuxième est largement moins sensible que le SQUID (5mV T) ; mais son avantage est sa proximité avec l échantillon (1mm). Nous avons montré que l utilisation de la sonde à effet Hall peut être parfois plus intéressante que celle du SQUID. Une autre partie importante est consacrée à l étude du phénomène de fatigue mécanique. Une méthode analytique originale basée sur le principe de la corrélation entre ce phénomène et les propriétés électriques a été développée. En effet, la fatigue est considérée comme une cause d augmentation de la résistivité électrique dans la zone endommagée. Nous avons également étudié le problème inverse, c'est-à-dire l attribution des valeurs de résistivités locales à différents points d une structure préalablement soumise à une fatigue répartie à partir des valeurs de composantes Bz du champ induit mesurées.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Global modelling and simulation of a Coriolis vibrating micro-gyroscope for quadrature error compensation

International audienceONERA has been developing a Coriolis Vibrating Gyroscope (CVG) named VIG (Vibrating Integrated Gyro). The fabrication process generates structural defects which induce asymetries in the tunning fork geometry. It results in undesirable quadrature error which limitates the performance by increasing sensitivity to phase and temperature variation and causing poor bias stability. This paper deals with the global modelling of the VIG to improve its performances by compensating quadrature error. A full model of the micro-gyroscope is presented, covering mechanical and electrical aspects. The analysis of its performances is focused on mechanical coupling and aims at implementing a solution to improve bias stability by 7 times