Pressure is a physical parameter immanently corelated to people's lives, their environment and all kind of human activities. Pressure sensors are devices that transduce the pressure change into an output electric signal. Specifically, pressure sensors based on silicon membranes with integrated piezoresistors triggered in the past the development of scaling-down sensors from the centimetre to the millimetre size-range. Reducing sensors size facilitates their usage, expands the application areas and reduces their cost. Thus, the miniaturization is sustainable trend in development of novel pressure sensors. However, scaling-down the size constrains sensors’ performance and applicable fabrication methods. Thus, limits are reached that can be overcome only by radical changes in both pressure sensors design and related technologies. The essence of the proposed approach is flat silicon membranes with integrated piezoresistors to be substituted with corrugated heavily doped Si membranes, provided with oxide/metal nanoparticles/oxide (OMO) sensing elements. The new approach is necessary due to low sensitivity of the small-size flat membranes. By a pre-selection the thickness and profile of corrugated membranes, their mechanical stiffness can be controllably set and thus, to tune their pressure sensitivity. The main objective of the project is to overcome the existing design and technology challenges and to prototype pressure sensors with record-breaking overall dimensions (< 1.0 mm) and with membrane sizes below 200 μm. The ultimate goal is to develop prototypes of miniature pressure sensors, to validate them in an operational, close to real environment. In parallel, a methodology for testing and control of their parameters and to establish a correlation between the obtained results and the properties of OMO microsensors, to be developed. Application domains of such devices can be ranged from medicine to transportation and storage of hydrogen and natural gas.
Activities
Activity
Contracted Amount
Reported Amount
Работен пакет 1.
Разработване на наноламинатни структури оксид/метални наночастици/ оксид (ОМО), върху подложки с различни обработки на повърхността, за вграждане в сензори за налягане: Получаване на ОМО наноламинатни структури с подходящи свойства за използване в сензори за налягане. Успешно разработване на такива структури върху силициеви пластини със силно легирани нагънати повърхности.
Получаване на ОМО структури с различни методи: с вакуумно магнетронно нанасяне и с метода зол-гел. Дейността включва получаване на вакуумно нанесени ОМО слоеве с различен състав и дебелина върху плоски подложки и изследване на тяхната електропроводимост, температурна стабилност и устойчивост на въздействия с химикали, които са обичайни при обработките за производство на сензори за налягане. Избраните като подходящи варианти на ОМО слоеве ще бъдат нанесени върху подложки, които са предварително структурирани, като са формирани канавки с различна дълбочина и профил.
Оптимизиране на ОМО структури за вграждане в сензори за налягане: получаване и изследване на ОМО структури върху подложки с канавки, които са необходими за създаване на сензори за налягане в различни работни диапазони, формирани с lift-off метод, получени с зол-гел и вакуумно нанасяне.
Ще се провери съвместимостта на ОМО структури формирани, върху силно-легирани подложки с плоска повърхност, на всички последващи обработки при производство на сензори за налягане в различни работни диапазони. След това, ще се оптимизира съвместимостта на ОМО структури с най-добри параметри, получени върху силно-легирани нагънати силициеви мембрани, с процесите за производство на сензори за налягане.
60 307.39
30 612.46
Работен пакет 2. Интегриране на ОМО структури върху силициеви подложки и мембрани, подходящи за сензори на налягане: Теоретично и експериментално доказване на възможността за разработване на сензор за налягане с малки размери и с интегрирани чувствителни ОМО структури
Анализ нивото на техниката за сензори за налягане с минимални размери, Анализ на ограниченията и недостатъците на известни сензори за измерване на налягане, специфично за приложения в медицината и за мониторинг на преноса на водород и природен газ
Ще се проведат симулиране на температурната чувствителност на сензорите за налягане за обхвата на техните приложения.
Интегриране на ОМО структури върху подложки с нагъната повърхност, оптимизирани за сензори за налягане с правоъгълна форма - Най-напред, ще се изследва зависимостта на получения работен диапазон по налягане на сензорите, в зависимост от легирането на мембраните и дълбочината на канавките.
След оптимизиране на конструкции на сензори за налягане с минимална ширина, ще се създадат прототипи на сензори за налягане с малки размери
54 879.51
6 712.24
Работен пакет 3. Демонстрация на сензори за налягане с ОМО структури, работоспособни в различни работни диапазони: Прототипите на сензори за налягане ще бъдат тествани в симулирана работна среда, като за целта ще се използва както съществуващо, така и ново закупено измервателно оборудване. Сравнителна демонстрация в симулирана работна среда на обичайни сензори за налягане и такива с ОМО чувствителни елементи
44 873.53
0.00
Работен пакет 4. Публикации на резултатите, създаване на стратегия за трансфер на технологията и на ИС: Публично достъпно представяне и описание на проекта, на получените резултати, публикувани научни статии и презентации на създадената и редовно обновявана електронна страница. Създаване на ИС и на стратегия за трансфер на технологията
9 612.29
0.00
Работен пакет 5. Управление на проекта: Организацията и оперативното управление на проекта. Изпълнение на проекта спрямо работните пакети и постигане на заложените цели.
2 545.08
56.45
Notes:
System.Threading.Tasks.Task`1[Microsoft.AspNetCore.Html.HtmlString]
Elements in light blue allow detailed view when selected
All amounts are in euro (EUR) / 1 EUR = 1,95583 BGN
