Micro- and Nanoelectromechanical Systems (MEMS - NEMS) and Sensors

Pristupna beseda adakemika Zorana Đurića u Srpskoj akademiji nauka i umetnosti, održana 20. maja 2013.\ud \ud Sadržaj prezentacije \ud 1. Važniji naučno-istraživački projekti\ud 2. Stvaranje uslova za naučno-istraživački rad (opremanje I razvoj laboratorije)\ud 3. Naučno-nastavne delatnosti\ud 4. MEMS I NEMS – Velika tema, veliki biznis, a stvari sve manje i manje\ud 5. Silicijumski piezootporni senzori pritiska\ud 6. NEMS – Nauka malih I još manjih stvari: milimetri, mikroni, nanometri\ud 7. Senzori: mali, a moćni\udInaugural address of Academician Zoran Đurić as a full member of the Serbian Academy of Sciences and Arts delivered on May 20, 2013

Resonant Frequency and Phase Noise of Nanoelectromechanical Oscillators Based on Two-dimensional Crystal Resonators

This study presents a theoretical analysis of one of the most promising nanoelectromechanical (NEMS) components – a NEMS oscillator. The analyzed oscillator contains a stretched circular plate, fabricated of two-dimensional crystals (graphene, bBN, MoS2 etc.), as a resonator. The calculation of resonant frequency based on the classical continuum theory of plates and membranes is presented, and then the phase noise theory of the oscillators using a circular plate as a frequency determining element. We assume that thermal and 1/f noise are present in the oscillator circuit. A satisfactory agreement is obtained between our calculations and recent experimental literature data for graphene

Fluctuations of the number of adsorbed molecules due to adsorption-desorption processes coupled with mass transfer and surface diffusion in bio/chemical MEMS sensors

A comprehensive theoretical model of the fluctuations of the number of adsorbed molecules in MEMS bio/chemical sensors is presented for the first time; the model takes into account the processes of mass transfer, adsorption and desorption, and surface diffusion of adsorbed molecules. The numerical calculations performed using the derived theory show that the influence of surface diffusion on the fluctuations spectrum is significant and that it also depends on the species of adsorbed molecules.\ud \ud Poster presented at the 39th International Conference on Micro and Nano Engineering MNE 2013, 16-19 September 2013, London, UK\u

Nauka i proces industrijalizacije u Srbiji

Predavanje na Inženjerskom forumu 4: Nacionalne tehnološke platforme Srbije. 160 godina industrije i fabrike za budućnost Srbije Beograd, Srpska akademija nauka i umetnosti, 5. decembar 2013

The Influence of Mechanical Deformation on Some Characteristics of Bipolar Semiconductor Devices

Rad je posvećen proučavanju elektronskih karakteristika germanijuma i silicijuma i bipolarnih poluprovodni čkih naprava podvrgnutih elastičnoj mehaničkoj deformaciji. Cilj prve dve glave ovog rada bio je da formuliše opštu teoriju pomoću koje bi se mogli razmatrati fenomeni prenosa naelektrisanja kod poluprovoclnika i problemi injekcije manjinskih nosilaca kod bipolarnih poluprovodničkih naprava, podvrgnutih deformaciji koja je nastala spoljašnjom primenom sile ili je poslediea mehaničkih napona uvedenih u toku tehnoloških procesa njihovog dobijanja. Pri formulaciji ove teorije korišćen je model deformacionog potencijala i Kroemerov dokaz egzistencije kvazielektričnih sila u nehomogenim poluprovodnicima. Tako razvijena teorija primenjena je u trećoj glavi, na proučavanje uticaja nehomogene deformacije na statičke karakteristike bipolarnih poluprovodničkih naprava. Posebna pažnja posvećena je smanjenju pojačanja tranzistora, pod uticajem lokalizovane, spolja primenjene deformacije i deformacije nastale pri difuziji visokih koncentracija primesa u emiteru. Pri razmatranju problema smanjenja pojačanja pod uticajem lokalizovane deformacije, bilo je potrebno da se pored teorije razvijene u prve dve glave razmotri i uticaj efekta „visoke injekcije“ u deformisanoj oblasti. Ovi uslovi nastaju pri dovoljno velikim kompresionim deformacijama, pošto su injektovane struje manjinskih nosilaca, eksponencijalno povezane sa mehaničkim naponima u toj oblasti. Ovde dato razmatranje, pretstavlja proširenje našeg ranije objavljenog rada, s tim što su pored naših eksperimentalnih rezultata za silicijumske tranzistore uključeni i novi eksperimentalni rezultati Sirkina i Feokistove koji pokazuju da se navedena teorija može sasvim dobro primeniti i na germanijumske i na silicijumske tranzistore. Osim tog, ovde je data teorija i eksperimentalni rezultati otkrivenog efekta povećanja probojnog napona kolektor-emiter usled primene lokalizovane deformacije na emiter planarnog tranzistora. Praktičan značaj proučavanja uticaja lokalizovane deformacije na pojačanje tranzistora sa uzemljenim emitorom povezan je sa činjenicom da je ovaj efekat najčešće korišćen pri konstrukciji pretvarača pritiska poznatih pod nazivom „Pitran“, poluprovodničkih mikrofona itd. Proučavanje uticaja mehaničkih napona nastalih u toku tehnoloških procesa izrade bipolarnih poluprovodničkih naprava na njihove karakteristike, inspirisano je ranije eksperimentalno ustanovljenom činjenicom da se pojačanje tranzistora sa uzemljenim emiterom smanjuje pri povećanju koncentracije primesa kojima se dopinguju emiter i baza. Ovaj efekat, kao i efekti anomalne difuzije bora i fosfora i silicijum predstavljaju ograničenje daljeg razvoja visokofrekventnih silicijumskih tranzistora, jer se pri njihovoj fabrikaciji, radi postizanja visokih graničnih frekvencija koriste visoke koncentracije primesa. Mada se razmatranje ovog efekta komplikuje činjenicom da je pri analizi potrebno koristiti nedovoljno razvijenu teoriju p-n spojeva, formiranih od degenerisanih poluprovodnika, i uračunati efekat politropije primesa, mi smo pokazali da se pomoću teorije razvijene u prve dve glave ovog rada, mogu kvalitativno, a u nekim slučajevima i kvantitativno objasniti navedeni efekti. Kraj treće glave posvećen je teoriji anomalnih ili kooperativnih efekata difuzije. Mi smatramo, da je teorija data u prvom delu ovog rada ovde našla jednu od najpotpunijih primen

Intrinsic noise equivalent concentration of dynamic mode microcantilever biosensors

The presented theory enables systematic investigation of the dependence of the minimal detectable concentration of the target analyte, determined by the cantilever intrinsic noise, on various parameters. Inclusion of the influence of effects such as the mass transfer in noise considerations results in a more accurate noise model, which is necessary when methods based on noise measurements are developed.\ud \ud Poster presented at the 38th International Conference on Micro and Nano Engineering MNE, 16-20 September 2012, Toulouse, Franc

Funkcije LR gena osim redukcije Puccinia triticina

Wheat leaf rust race specific resistance controlling genes (Lr) caused 0.01-0.03 decrease of SAGR = divided first two internodes with stem length. In addition, nitrogen transport in upper parts by those genes was 3-19% higher in comparison to near isogenic lines with nonspecific Lr 22a and Lr 22b genes. RAR (divided root nitrogen content with sum of up ground and root ones) values of Lr16, Lr29 and Lr37 between Lr1, Lr15 or Lr19 and nonspecific genes were explained by hydrolytic stability of endo-proteases responsible for cleaving of glutens disulphide bridges. According to RAR, Lr 34 seemed to be specific Lr gene but increased SAGR as was by nonspecific Lr genes focused SUTs as adequate for its conformity. Two different drought and heat stress respond systems were linked to Lr genes; one based on gluten degradation consequential through photosynthesis decrease and another on accelerated transfer of starch products and water in stem.Geni za specifičnu otpornost prema prouzrokovaču lisne rđe pšenice (Lr) smanjivali su rast sledećih delova stabla (SAGR) za 0,01-0,03 u poređenju sa osnovnom sortom Tačer ili Lr 22b linijom. RAR, odnosno podeljen sadržaj azota u korenu sa zbirom navedene vrednosti i one u nadzemnom delu u stadijumu sejanaca, bio je umanjen u odnosu na poslednje pomenute genotipove. Ubrzanje transporta proteina u nadzemne delove preko gena za specifičnu otpornost je bilo 3-19%. Enzimi za specifičnu otpornost su svrstani u glutenaze, odnosno endoproteaze, odgovorne za oslobađanje sumpora iz disulfidnih mostova pri prolasku proteina kroz klicu. Razlike po RAR-u između Lr 1, Lr 15, Lr 19 sa istim vrednostima i nešto različitih Lr 16, Lr 29 i Lr 37 od Lr 22b i Lr 38 linija nosilaca nespecifičnih Lr gena bilo je objašnjeno različitom hidrolitičkom stabilnošću. Lr 34 je po RAR-u bio sličan grupi specifičnih gena, ali povišen SAGR u odnosu na Tačer i produžen LP ukazivali su na enzimatsku familiju transportera šećera pre nego ABC transportere. Dva različita sistema za tolerantnost prema suši odnosno stresu usled visokih temperatura vazduha povezana su sa genima za otpornost prema Puccinia triticina. Rasno specifični geni su umanjivali fotosintezu preko produkata degradacije glutena u listu, ujedno povišujući LGR i snižavajući SAGR, dok su nespecifični delovali obrnuto i stoga povezani sa degradacijom skroba. Kod linija sa poslednje pomenutim genima primećeno je ranije gubljenje fotosintetičke aktivnosti postojećih organa i brži rast sledećih na uštrb prethodno formiranih

Paranasal sinus osteoma: is there any association with anatomical variations?

Background: Developmental disturbances of the paranasal sinuses are proposed as the cause of osteoma. We examined whether such disturbances may result in the frequent presence of anatomical variations of the paranasal sinuses in patients with osteoma. Methodology/Principal: The study was performed retrospectively on 2,820 patients subjected to CT examination during 2005 - 2011. Demographic and CT characteristics of osteoma, and associated pathological findings were evaluated for 104 patients with diagnosed osteoma. The presence of anatomical variations was assessed for 51 osteoma patients with a complete medical history, and for 1,233 patients from a control group. Results: The prevalence of osteomas was found to be 3.69%, with male to female ratio 1.08:1. The frontal sinus was most commonly affected, The presence of anatomical variations was more frequent in patients with osteoma than in controls, with significant differences confirmed for the sphenomaxillary plate, infraorbital cell, and crista galli pneumatization. Conclusions: The paranasal sinus osteoma is associated with higher prevalence of anatomical variations, This can be explained either by the stronger influence of genetic and/or environmental factors on the development of the paranasal sinuses in patients with osteoma, or by their higher susceptibility to abovementioned factors

Geofizička istraživanja tonjenja lesa u Zemunu

Istražni prostor obuhvata periferni deo Zemunskog lesnog platoa, koji čini značajni deo Zemuna. U prirodnim uslovima teren je okarakterisan kao stabilan, ali se usled prodora veće količine vode u tlo, naročito u dužem vremenskom periodu ili sa većim hidrauličkim pritiskom vode, mogu očekivati naknadna diferencijalna sleganja i deformacije prašinasto peskovitih lesnih naslaga. Usled kolapsa lesnog tla u Novogradskoj ulici u Zemunu, potpuno se urušio jedan prizemni stambeni objekat, oštećenja na dečjem obdaništu su bila tolika da je morao biti srušen, za dva veoma oštećena objekta su projektovane sanacione mere, a deformacije su registrovane na još 10 stambenih objekata, kao i na samoj saobraćajnici. Istraživano područje obuhvata 0,8 ha urbanog područja, gde su registrovane prsline, pukotine i ulegnuća na površini terena koja ukazuju na nejednako sleganje i tonjenje tla i pojavu procesa mehaničke sufozije u centralnom delu istražnog područja. Cilj geofizičkih istraživanja je bio da se registruju potencijalna prisustva podzemnih prostorija, tj. laguma, kao i degradiranih zona sa slabijim fizičko-mehaničkim svojstvima, koje su pretpostavljeni uzrok nestabilnosti tla i oštećenja stambenih objekata. Korišćena je refraktivna seizmometrijska metoda duž dva profila, pri čemu je akvizicija podataka vršena instrumentom RAS-24. Pozicije profila i njihove dužine su odabrane tako da se obuhvati i stabilna i nestabilna zona. Procena stabilnosti navednih zona vršena je na osnovu evidentiranja nastalih oštećenja na objektima u široj zoni profila. Obrada i modelovanje na osnovu podataka dobijenih terenskim merenjima postupkom seizmometrijske refrakcije, izvedene su programskim paketima RAS-24 (System Software i Rayfract), dok je optimizacija i vizuelizacija izvedena programskim paketom Golden Software (Surfer & Grapher). Za oba merena profila generisani su 2D modeli distribucije brzina longitudinalnih seizmoakustičkih talasa, u domenu konačnih elemenata. Analizom dobijenih 2D modela može se zaključiti da duž dva izvedena profila ne postoje indicije o postojanju većih zona smanjenja brzine primarnih talasa (Vp) koje su karakteristične za prisustvo šupljina, odnosno laguma. Međutim, moguće je uočiti razlike u distribuciji Vp na profilima. Na jednom od profila, koji je pozicioniran na strani ulice gde je dokumentovano i vizuelno uočljivo sleganje objekata, pojavljuje se veća debljina sredine sa smanjenom brzinom Vp. Navedeno može ukazivati na prisustvo zone sa izmenjenim i slabijim fizičko-mehaničkim svojstvima tla. Za potvrdu takvih pretpostavki neophodno je izvesti dodatna geotehnička i inženjersko-geološka ispitivanja.Ovaj rad finansiran je po „Ugovoru o realizaciji i finansiranju naučnoistraživačkog rada NIO u 2022. godini“, br. 451-03-68/2022-14/ 200126