Aproximació a la mesura ECTS i disseny de mecanismes d’avaluació de les competències socio-profesionals a l’Enginyeria Tècnica Industrial

Aquest treball és el resultat d'una primera experiència de coordinació entre professors per a la millora de la qualitat de la docència a les enginyeries tècniques de la Universitat de les Illes Balears, com també una experiència en la valoració qualitativa i quantitativa del crèdit ECTS. El treball vol mostrar els mecanismes per quantificar el nombre d’hores reals que l’alumne ha dedicat als estudis, i contrastar-lo amb el rendiment que n’ha tret en el procés d’avaluació de totes les assignatures participants en el projecte, com també l’estimació de la càrrega que suposa per al professor. Combinat amb l’aproximació al crèdit ECTS, es mostren experiències en l’avaluació de competències socioprofessionals, sobretot per establir mecanismes objectivables per aconseguir una avaluació coherent per al professor i per a l’alumneEste trabajo es el resultado de una primera experiencia de coordinación entre profesores para la mejora de la calidad de la docencia dentro de las ingenierías técnicas de la Universitat de les Illes Balears, así como una experiencia en la valoración cualitativa y cuantitativa del crédito ECTS. El trabajo quiere mostrar los mecanismos para cuantificar el número de horas reales que el alumno ha dedicado en contraste con el rendimiento que ha obtenido a través del proceso de evaluación de todas las asignaturas participantes en el proyecto, así como la estimación de la carga que supone para el profesor. Combinado con la aproximación al crédito ECTS, se muestran experiencias en la evaluación de competencias socio-profesionales i sobretodo establecer mecanismos no subjetivos para conseguir una evaluación coherente para el profesor i para el alumno

Ultrasensitive mass sensor fully integrated with complementary metal-oxide-semiconductor circuitry

Nanomechanical resonators have been monolithically integrated on preprocessed complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) chips. Fabricatedresonatorsystems have been designed to have resonance frequencies up to 1.5 MHz. The systems have been characterized in ambient air and vacuum conditions and display ultrasensitive mass detection in air. A mass sensitivity of 4ag/Hz has been determined in air by placing a single glycerine drop, having a measured weight of 57 fg, at the apex of a cantilever and subsequently measuring a frequency shift of 14.8 kHz. CMOS integration enables electrostatic excitation, capacitive detection, and amplification of the resonance signal directly on the chip

Monolithic CMOS-MEMS resonant beams for ultrasensitive mass detection

Consultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaEstructures ressonants en forma de biga (p.e. ponts o palanques) són molt interessants com a element transductor en sensors físics, químics i biològics basats en sistemes micro-/nanoelectromecànics (M-/NEMS) degut a la seva simplicitat, al gran rang de dominis que poden sensar, i a la seva extremada alta sensibilitat. Aquesta tesis està focalitzada en el disseny, fabricació i caracterització de CMOS-MEMS monolítics basats en bigues ressonants a escala sub-micromètrica per a la seva utilització en la detecció ultra sensible de massa amb un dispositiu portable. Els ressonadors operen en mode dinàmic on la massa es mesurada com un canvi de la seva freqüència de ressonància que és induïda electrostàticament i llegida d'una forma capacitiva mitjançant un circuit CMOS integrat monolíticament. Dues aproximacions tecnològiques diferents són considerades per tal de fabricar bigues ressonants a escala sub-micromètrica sobre xips CMOS prèviament processats, possibilitant una integració monolítica: (i) post processant els xips CMOS amb tècniques de nano fabricació per obtenir les estructures ressonants o (ii) definint els ressonadors al mateix temps que els circuits CMOS. Per les dues aproximacions, es presenten dispositius de metall i de polysilici amb sensibilitats de massa sense precedents (per a sensors CMOS monolítics) dins el rang dels atto-/zeptograms. Es presenta una comparativa dels resultats aconseguits mitjançant les dues aproximacions tecnològiques. Es dissenyen circuits de lectura CMOS d'alta sensibilitat per amplificar el corrent capacitiu amb guanys de transimpedància (utilitzant una tecnologia comercial CMOS 0.35-μm) de fins a 120 dBΩ a 10 MHz possibilitant la detecció del desplaçament del ressonador amb resolucions de fins a ~10 fm/√Hz semblants a les obtingudes pels millors sistemes de detecció òptics reportats i sense la necessitat d'un equipament complexa. Es presenta la caracterització elèctrica, a l'aire i al buit, de dispositius CMOS-MEMS fabricats que corroboren la capacitat de l'aproximació monolítica presentada per mesurar la característica freqüencial de ressonadors a escala sub-micromètrica. S'aconsegueix una transducció electrostàtica òptima i es mesuren respostes freqüencials elèctriques amb pics elevats (fins a 20 dB o més) i grans canvis de fase (fins a 160º) al voltant de la freqüència de ressonància. També es reporten mesures on s'observen efectes de softening/harderning de la constant de molla i d'histèresis produïts per les no linealitats així com la detecció del moviment Brownià intrínsec demostrant el bon matching de soroll entre el ressonador i el circuit de lectura. També es presenten els resultats de calibració, de mesures en temps real, i d'anàlisi de la resolució dels dispositius fabricats obtenint valors de fins a ~30 zg/√Hz (equivalent a ~6 pg/cm2√Hz) en condicions de buit que indiquen la millora respecte a treballs anteriors en termes de sensibilitat, resolució i procés de fabricació. Es presenta i es testeja un circuit oscil·lador Pierce CMOS adaptat per a treballar amb ressonadors de ~10 MHz i amb resistències mecàniques equivalents de fins a 100 MΩ demostrant que és factible la detecció d'attograms amb un dispositiu sensor completament portable.Resonant beams structures are very attractive transducers for physical, chemical and biological sensors based on micro-/nanoelectromechanical systems (M-/NEMS) due to its simplicity, wide range of sensing domains, and extremely high sensitivity. This Ph.D. thesis is focused on the design, fabrication and characterization of monolithic CMOS-MEMS based on sub-micrometer scale resonant beams for its application in ultrasensitive mass detection with a portable device. The resonators operate in dynamic mode where the mass is measured as a change of its resonant frequency which is electrostatically induced and capacitive readout by means of a monolithically integrated CMOS circuitry. Two different technological approaches are considered to fabricate sub-micrometer scale resonant beams on pre-processed CMOS chips allowing a monolithic integration: (i) nano post-processing of the CMOS chip to obtain the resonant beams or (ii) definition of the resonant beams at the same time that the CMOS circuits. From both approaches, metal and polysilicon devices exhibiting unprecedented mass sensitivities (for monolithic CMOS sensors) in the atto-/zeptogram range are reported. Comparison of the results following both approaches is given. High-sensitivity readout CMOS circuits are specifically designed to amplify the capacitive current with transimpedance gains (using a commercial 0.35-μm CMOS technology) up to 120 dBΩ at 10 MHz allowing to detect the resonator displacement with resolutions up to ~10 fm/√Hz which are similar than the best reported optical readout systems without the need of a bulky setup. Electrical characterization, in air and in vacuum conditions, of fabricated CMOS-MEMS devices is presented corroborating the ability of the presented monolithic approach in measuring the frequency characteristics of sub-micrometer scale beam resonators. Optimal electrostatic transduction is achieved measuring electrical frequency responses with high peaks (up to 20 dB or more) and large phase shifts (up to 160º) around the resonance frequency. Measurements showing soft/hard-spring effect and hysteretic performance due to nonlinearities are also reported as well as the detection of intrinsic Brownian motion demonstrating the noise-matching between the resonator and the readout circuit. Results from calibration, real time mass measurements, and resolution analysis on fabricated devices obtaining values down to ~30 zg/√Hz (equivalent to ~6 pg/cm2√Hz) in vacuum conditions are also reported indicating the improvement from previous works in terms of sensitivity, resolution, and fabrication process. A specific CMOS Pierce oscillator circuit adapted to work with ~10 MHz beam resonators showing motional resistance up to 100 MΩ is presented and tested demonstrating the feasible attogram detection with a completely portable sensor device

IN : revista electrònica d'investigació i innovació educativa i socioeducativa

Resumen tomado del autor. Incluye gráficos y tablas de datosEste trabajo es el resultado de una primera experiencia de coordinación entre profesores para la mejora de la calidad de la docencia dentro de las ingenierías técnicas de la Universitat de les Illes Balears, así como una valoración cualitativa y cuantitativa del crédito ECTS. El trabajo quiere mostrar los mecanismos para cuantificar el número de horas reales que el alumno ha dedicado en contraste con el rendimiento que ha obtenido a través del proceso de evaluación de todas las asignaturas participantes en el proyecto, y hacer la estimación de la carga lectiva que supone para el profesor. Combinado con la aproximación al crédito ECTS, se muestran experiencias en la evaluación de competencias socio-profesionales y se establecen mecanismos no subjetivos para conseguir una evaluación coherente para el profesor y para el alumno.Aquest treball és el resultat d'una primera experiència de coordinació entre professors per a la millora de la qualitat de la docència a les enginyeries tècniques de la Universitat de les Illes Balears, com també una experiència en la valoració qualitativa i quantitativa del crèdit ECTS. El treball vol mostrar els mecanismes per quantificar el nombre d'hores reals que l'alumne ha dedicat als estudis, i contrastar-lo amb el rendiment que n'ha tret en el procés d'avaluació de totes les assignatures participants en el projecte, com també l'estimació de la càrrega que suposa per al professor. Combinat amb l'aproximació al crèdit ECTS, es mostren experiències en l'avaluació de competències socio-professionals, sobretot per establir mecanismes objectivables per aconseguir una avaluació coherent per al professor i per a l'alumneBalearesUniversitat de les Illes Balears. Redined Balears; Edifici Guillem Cifre de Colonya. Ctra. de Valldemossa, Km 7,5; 07122 Palma; +34971172792; +34971173190; [email protected]

Procedimiento de integración monolítica de materiales de alta calidad mecánica con circuitos integrados para aplicaciones MEMS/NEMS

Solicitud de patente (concesión en curso).-- Referencia OEPM: P200501833.-- Fecha de presentación: 21/07/2005.-- Solicitantes: Universitata Autònoma de Barcelona (UAB), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Peer reviewe

Sistema de lectura para un elemento transductor mecánico

Sistema de lectura para un elemento transductor mecánico que comprende medios de amplificación de tensión que definen un nodo de entrada (Vin) y un nodo de salida (Vo), en cuyo nodo de entrada (Vin) se conecta la salida del transductor y los medios de amplificación amplifican la tensión en el nodo de entrada (Vin) que corresponde a la tensión en la salida del elemento transductor, y medios (Rbias) de polarización de dichos medios de amplificación, estando conectados los medios (Rbias) de polarización entre el nodo de entrada (Vin) y el nodo de salida (Vo) de los medios de amplificación, para polarizar el nodo de entrada (Vin) conectándolo al nodo de salida (Vo)

Monolithic mass sensor fabricated using a conventional technology with attogram resolution in air conditions

Premi a l'excel·lència investigadora. Àmbit de les Ciències Tecnològiques. 2008Monolithic mass sensors for ultrasensitive mass detection in air conditions have been fabricated using a conventional 0.35 μm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process. The mass sensors are based on electrostatically excited submicrometer scale cantilevers integrated with CMOS electronics. The devices have been calibrated obtaining an experimental sensitivity of 6×10−11 g/cm2 Hz equivalent to 0.9 ag/Hz for locally deposited mass. Results from time-resolved mass measurements are also presented. An evaluation of the mass resolution have been performed obtaining a value of 2.4×10−17 g in air conditions, resulting in an improvement of these devices from previous works in terms of sensitivity, resolution, and fabrication process complexity

Sistema de alineación de patrones en un sustrato mediante litografía por esténcil

[EN] The invention relates to a system for aligning two or more patterns on a substrate using vacuum stencil lithography , such as to obtain optimum alignment precision. More specifically, the invention relates to a patternalignment system in wich a mass sensor, wich can detect material emitted, is placed in a known position of the stencil can be ascertained as a function of the signal emitted by the sensor.[ES] El objeto principal de la presente invención es un sistema para alinear dos o más patrones en un sustrato utilizando litografía por esténcil en vacío, de modo que se consigue una precisión de alineación óptima. Más particularmente, se trata de un sistema de alineación de patrones basado en disponer un sensor de masa capaz de detectar el material emitido en una posición conocida detrás del esténcil, de modo que se conoce la posición de este último en función de la señal emitida por el sensor.Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España), Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)A1 Solicitud de patentes con informe sobre el estado de la técnic

Procedimiento de integración monolítica de materiales de alta calidad mecánica con circuitos integrados para aplicaciones MEMS/NEMS

Comprende utilizar para la formación de dicha circuitería electrónica y de dichos sistemas micra/nano-electromecánicos, una estructura de al menos tres capas: - una inferior o de base destinada a ser utilizada para formar dichos circuitos electrónicos; - una capa intermedia aislante; y - una capa superior destinada a formar, al menos en parte, dichos MEMS/NEMS, Dicha estructura de al menos tres capas es un substrato, tal como un substrato SOI, cuyas capas están unidas entre sí previamente a la formación en las mismas tanto de los citados circuitos electrónicos como de los referidos MEMS/NEMS, definiéndose en primer lugar unas zonas de dichas capas superior en intermedia donde se desean formar dichos MEMS/NEMS, y eliminándose el resto de dichas capas para poder acceder a la capa inferior y poder formar la circuitería electrónica mediante técnicas convencionales