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Desenvolvimento de um filtro passa-faixas empregando tecnologia de ondas acusticas superficiaisCabreira, Clovis Magri 22 July 2018 (has links)
Orientador: Edmundo da Silva Braga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1997 / Resumo: o objetivo principal deste trabalho foi apresentar o desenvolvimento de um filtro passa-faixas em 70 MHz, utilizando tecnologia de Ondas Acústicas Superficiais (OAS). Alguns dispositivos foram construídos para serem utilizados no sistema de transmissão de sinais de TV via cabo óptico, "TVFO". Estes dispositivos foram desenvolvidos no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Telebrás, (CPqD-Telebrás), o qual propiciou todas as condições para a realização deste trabalho. Inicialmente, apresentou-se uma breve discussão sobre os conceitos básicos usados em filtros OAS, e também analisou-se os princípios de operação do dispositivo. Tipos de substratos utilizados, métodos de excitação e deteção de Ondas Acústicas pelo Transdutor Interdigital (TID), mecanismos de perdas no dispositivo OAS e efeitos secundários são discutidos. O projeto foi realizado usando o algoritmo Remez Exchange e o filtro OAS foi fabricado usando tecnologia normal, por ataque químico seletivo, de acordo com as facilidades disponíveis nos laboratórios do CPqD-Telebrás. Finalmente, o filtro OAS foi caracterizado através do uso do analisador de redes HP8753A. Os resultados obtidos nas medidas finais foram considerados bons, e o dispositivo foi utilizado no sistema TVFO desenvolvido pelo CPqD- Telebrás. As características de projeto e resultados típicos obtidos no filtro final são: Frequência central 70 MHz, Largura de .banda em 3dB 26 MHz, Ripple de atraso de grupo 30 ns, Perda de inserção 38.8 dB e rejeição de lóbulos laterais maior que 28 dB, em substrato de niobato de lítio, LiNbO3 -YZ / Abstract: The main objective of this work was to present the development of 70 MHz Bandpass filter, making use of Surface Acoustic Waves(SAW) technology. Some devices have been constructed in order to be used in the system to transmite TV signal by Fiberoptic, "TVFO". These devices were developed at the Brazilian Telecommunication Research an Development Centre (CPqDTelebrás), which provide alI condition to implement this work. Initially, the briefly discussion about the basic concepts used in SAW filter is presented and filters principIes of operation are analysed. Types of substrates utilized, method of excitation and detection of Surface Acoustic Wave by Interdigital Transducers (IDT), loss mechanisms in SAW devices and secondary effects are discussed. The design was done using Remez Exchange Algorithm and the SAW filters were developed using wet etch technology according to the facilities available at the CPqD-Telebrás laboratory. Finally, the SAW filters were characterized using HP 8753A NetWork Analyser. The results obtained in final measurements were considered as good, and the device was used in the TVFO system developed by CPqD-Telebrás. Design characteristics and typical results achieved in the final filter are: Center frequency 70 MHZ, 3 dB Bandwidth 26 MHz, Group delay ripple 30 ns, Insertion loss 38.8 dB and side lobes rejection greater than 28 dB, in LiNbO3 - YZ / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica
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Propagação de ondas escalares em meios multicamadas horizontaisSantos, Lucio Tunes dos, 1962- 04 December 1991 (has links)
Orientador: Martin Tygel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:39:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste trabalho resolvemos o problema direto na propagação de ondas acústicas em meios multicamadas (isto é, meios constituídos por camadas homogêneas separadas por interfaces planas e horizontais) compreeendidos entre dois semi-espaços homogêneos, devido a uma fonte pontual localizada no semi-espaço superior. Para tanto, desenvolvemos uma implementação computacional do método apresentado por Tygel e Hubral em 1987, o qual fornece a solução exata Para o problema através de fórmulas integrais fechadas, com intervalos de integração finitos. Introduzimos também expressões assintóticas Para a descrição dos di versos eventos envolvidos. Efet uamos testes comParat ivos entre os dois resul tados, obtendo boa concordância entre a sol ução exata e a aproximação assintótica no seu domínio de validade / Abstract: We present here a computational implementation of the method proposed by Tygel and Hubral in 1987 for the determination of the acoustic response of a horizontally stratified medium due to a point source exci tat ion. We also introduce simplified asymptotic approximations for the relevant events that occur in the propagation. The exact and asymptotic solutions to the problem are compared and discussed. The two solutions are shown to agree ln thelr domains of validity / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica
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Estudo sobre as propriedades mecânicas e elétricas de um dispositivo SAWJúlio Cezar Faria da Silva 04 March 2015 (has links)
Os dispositivos SAW (SurfaceAcousticWaves) são amplamente empregados em diversas aplicações, tais como a utilização em sistemas de telecomunicações, desde celulares até diversos dispositivos eletrônicos sem fio (wireless), como ressonadores e filtros. Outra aplicação importante, atribuída a esses dispositivos, é a de sensores, podendo atuar na área química, biológica e mecânica. Operam em diversos ambientes e são funcionais em uma vasta faixa de frequências, desde uma escala de centésimos de hertz até centenas de terahertz. Estes dispositivos são constituídos por um substrato recoberto por um material piezoelétrico e estimulados por sinais ondulatórios que se propagam ao longo de sua superfície. Sobre o revestimento piezoelétrico são depositados eletrodos metálicos chamadas de transdutores interdigitais (IDTs), que são responsáveis pelos estímulos ondulatórios e pelo acoplamento eletromecânico do dispositivo. Neste trabalho é apresentado o dispositivo SAW, a sua estrutura, a simulação da propagação ondulatória sobre a superfície de nitreto de alumínio (AlN) e a caracterização elétrica de um dispositivo. As propriedades mecânicas e elétricas do material piezoelétrico foram avaliadas com o intuito de compreender os fundamentos físicos durante a propagação da onda. A propagação ondulatória sobre a superfície de AlN, com diferentes espessuras, foi analisada em simulações utilizando o programa COMSOL Multiphysics. As espessuras de AlN simuladas foram de 5,0 ?m e 1,0 ?m, observando-se que em ambas as simulações a propagação ondulatória ocorre preferencialmente na superfície do material. As respostas de intensidade de sinal (dB) em função da frequência (MHz) de um dispositivo SAW foram obtidas através da análise das caracterizações de perdas de inserção (InsertionLoos - IL) e perdas por retorno (ReturnLoos - RL) e as medidas de frequência de ressonância atingiram valores em torno de 10,0 MHz.
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Determinação das constantes acustoelasticas para aço API 5 L-X70 para gasodutosCaetano, Sidney Felix 04 August 2003 (has links)
Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Jumior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2003 / Resumo: A confecção de dutos petrolíferos terrestres é feita soldando tubos seqüencialmente. No Brasil, o processo de soldagem é manual e feito com eletrodos revestidos. Processos de soldagem normalmente introduzem tensões residuais nos componentes soldados. Com a finalidade de avaliar as tensões residuais introduzidas pela soldagem, um dos métodos mais promissores é o que as relaciona linearmente com a variação da velocidade de ondas ultra-sônicas. A sensibilidade à variação de tensões é maior com ondas transversais, utilizando o conceito de birefringência, e ondas longitudinais criticamente refratadas. A relação entre a variação da tensão e a variação de velocidades é denominada constante acustoelástica. Este trabalho tem como objetivo a obtenção dos valores das constantes acustoelásticas para ondas longitudinais e transversais para o aço API 5 L - X70, utilizado na construção de gasodutos e oleodutos. Foi ensaiado um conjunto de amostras, parte das quais sofreu alívio prévio de tensões para verificar seu efeito. Também foi analisado o efeito da direção de laminação sobre os resultados. Os testes foram realizados em uma máquina de tração especialmente construída para avaliação em laboratório. Os resultados mostraram que os valores obtidos com a metodologia utilizada têm baixa dispersão e que o método pode ser desenvolvido para futuras aplicações na avaliação de tensões no campo / Abstract: Gas pipelines are made welding tubes in line. The process used in Brazil is arc nelding, with electric weld and consumable electrode. Welding process usually introduce residual stresses in the joint. One of the methods to evaluate that residual stress is to relate the stress variation with the changes in ultrasonic waves speed. The best sensitivity can be got with shear waves, using birefringence method, or longitudinal critically refracted waves. The relation between the variation of stresses and waves speed is called acoustoelastic constants. This work aims to obtain the values for acoustoelastic constants using both, longitudinal and birefringence methods for API 5L x70 steel, witch is used in oil and gas pipelines fabrication. Several samples were tested, both as welded and after a stress relief procedure, to check the internal stresses influence. The influence of the rolling direction was also checked. The tests were run using a tensile stress machine specia1ly built to apply force to the samples. The results showed that the values have low dispersion and that the method can be used to evaluate stresses in API steels and that can be developed to future applications to evaluate stresses in field / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Avaliação da acustica de recintos pelo metodo dos elementos finitosMontalvão Filho, Jugurta Rosa 31 March 1995 (has links)
Orientador: Jose Geraldo Chiquito / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:13:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1995 / Resumo: O comportamento das ondas acústicas é calculado aproximadamente para recintos com teto e piso paralelos, pelo método dos elementos finitos. Um conjunto de programas é concebido e implementado para encontrar as matrizes de elementos finitos e, por meio dessas, calcular as freqüências de ressonância dos modos e respectivas constantes de atenuação. Os resultados são analisados considerando a qualidade acústica dos recintos / Abstract: The two-dimensional acoustic waves behavior is calculated in rooms with, parallel ceiling and floor using, the finite element approximation. Programs are developed in order to find the finite element matrices and to calculate the resonance frequencies of the modes and decay rates from the matrices. The results are analyzed having in mind the acoustic quality of the rooms / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica
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Fabricação e caracterização de sensores baseados em ondas acústicas de superfícieFelipe Sales Brito 20 May 2014 (has links)
Neste trabalho filmes finos de AlN foram depositados sobre substrato de silício (100) pela técnica de magnetron sputtering com o intuito de verificar a influência da pressão, potência e distância alvo-substrato nas características do material. Os filmes que apresentaram a orientação cristalina desejada foram utilizados para a microfabricação de dispositivos SAW. As características morfológicas, estruturais e químicas dos filmes foram analisadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios-X (DRX), perfilometria mecânica e espectroscopia de retroespalhamento de Rutherford (RBS). Os dispositivos SAW micro fabricados foram caracterizados com um analisador de redes. A análise dos resultados de DRX permitiu verificar que a pressão e a distância são parâmetros que influenciam de modo significativo na morfologia dos filmes depositados, fazendo com que o material crescendo inicialmente no plano (002) comece a crescer com uma combinação de planos (100) e (002). Imagens de AFM mostraram a formação de grão na superfície confirmando o crescimento de filmes cristalinos. A rugosidade superficial foi maior quando os filmes apresentavam diferentes orientações. Filmes de AlN com baixa espessura ( 174 nm) tiveram uma alta concentração de oxigênio superficial e filmes mais espessos foram estequiométricos. Os dispositivos apresentaram características de filtros passa banda com frequência de ressonância abaixo do valor projetado devido a elevada capacitância apresentada pelos dispositivos. Os valores medidos para velocidade de propagação das ondas acústica no AlN ficaram acima valores citados na literatura, nos levando a acreditar que parte da onda está propagando pelo substrato de silício.
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Intensidade acustica supersonica : implementação e verificação / Supersonic acoustic intensity : implementation and evaluationMoraes, Elson Cesar, 1976- 24 February 2006 (has links)
Orientador: Jose Maria Campos dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma implementação e avaliação experimental da grandeza acustica denominada de Intensidade Acustica Supersonica (IAS), a qual permite determinar a parcela da intensidade acustica de uma fonte sonora que sera radiada para o campo distante. Tal grandeza permite quantificar de forma mais precisa a eficiencia de radiação ou não de radiadores acusticos na solução dos problemas de vibroacustica. A IAS origina-se da Holografia Acustica de Campo Proximo (Nearfield Acoustic Holography - NAH) e tem por objetivo identificar as regiões de uma fonte de ru?do que contribuem para a potencia sonora radiada para o campo distante (supersonica) filtrando, consequentemente, a parcela referente as ondas sonoras recirculantes e evanescentes (subsonicas). O trabalho apresenta uma breve revisão teorica dos fundamentos da holografia acustica plana usando a transformada de Fourier e sua extensão para obtenção da Intensidade Acustica Supersonica. Com base no NAH para sistemas em coordenadas Cartesiano (holografia plana) implementou-se em linguagem MatLab um algoritmo do calculo da IAS e simulações em estrutura plana do tipo placa foram realizadas. Os resultados simulados foram verificados atraves de medições experimentais em uma placa real com as mesmas propriedades, dimensões, condições iniciais e de contorno. Os resultados obtidos são analisados e discutidos / Abstract: This work presents an experimental implementation and evaluation of the acoustic parameter named Supersonic Acoustic Intensity (SAI) which permits determining the part of the acoustic intensity of sound source that will be radiate to farfield. This parameter permits quantify precisely the radiation efficiency or acoustic radiator to solve the vibroacoustic problems. SAI had origin from Nearfield Acoustic Holography (NAH) it has as objective identify the regions of the sound source that contribute to the sound power radiated to the far field (supersonic) filtered out as a result the part of the sound recirculating and evanescence waves (subsonic). The work presents a brief theoretical review of the planar acoustic holography fundaments using the Fourier Transformed and its extension to obtain the supersonic acoustic intensity. With base in the NAH for coordinates systems (planar holography) it was implemented in MatLab language an algorithm from the SAI calculus and simulation in planar structure type plate were achieved. The simulated results were verified through experimental measurements in a realistic plate with the same properties, dimension, initial conditions and boundaries. The results obtained are analyzed and discussed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Modulation of planar optical microcavities by surface acoustic waves = Modulação de microcavidades ópticas planares por ondas acústicas de superfície / Modulação de microcavidades ópticas planares por ondas acústicas de superfícieCovacevice, Allan Cassio Trevelin, 1989- 28 August 2018 (has links)
Orientador: Odilon Divino Damasceno Couto Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho, implementamos cálculos feitos através do método de elementos finitos no estudo de propriedades mecânicas e ópticas de microcavidades ópticas planares (POMCs) quando estas estão sob os efeitos de modulação induzidos por ondas acústicas de superfície (SAWs). Começamos resolvendo separadamente os problemas de modulação mecânica e caracterização de modos ópticos. Após isso, fundimos esses dois modelos em um terceiro, permitindo a caracterização da modulação acusto-óptica do sistema, o que nos permite também calcular as alterações induzidas nas propriedades ópticas das POMCs devido às SAWs. Concentramos nossa atenção em POMCs que possuem refletores de Bragg (DBRs) compostos por camadas de materiais fortemente piezoelétricos, como o ZnO e o LiNbO3. Mostramos que, usando em torno de 10 DBRs acima e abaixo da cavidade óptica, POMCs baseadas em ZnO/SiO2 e LiNbO3/SiO2 poderiam, em princípio, apresentar fatores de qualidade excedentes a 104. O alto confinamento de luz na cavidade permite-nos observar efeitos relacionados ao forte acoplamento fóton-fônon induzido pelas SAWs. Em particular, mostramos como a presença de SAWs confere a formação de super-redes ópticas dinâmicas induzidas acusticamente, as quais são caracterizadas pela dobradura ("folding") da dispersão dos fótons na cavidade, e pelo surgimento de "mini" zonas de Brillouin. Nossos resultados estão de acordo com resultados experimentais presentes na literatura. Eles abrem a possibilidade de caracterização de modulações acusticamente induzidas em sistemas de camadas arbitrários e criam uma plataforma muito boa para interpretação de resultados experimentais / Abstract: In this work, we implement finite element method calculations to study the mechanical and optical properties of planar optical microcavities (POMCs) under the strain modulation induced by surface acoustic waves (SAWs). We start by solving separately the problems of mechanical modulation and optical mode characterization. Afterwards, we merge the two models in a single one which enables the characterization of the acousto-optic modulation in the system and allows us to calculate the SAW induced modification in the optical properties of POMCs. We concentrate our attention in POMCs which have distributed Bragg reflectors (DBRs) composed of layers of highly piezoelectric materials like ZnO and LiNbO3. We show that, using around 10 DBRs on top and below the optical cavity layer, POMCs based on ZnO/SiO2 and LiNbO3/SiO2 could, in principle, have Q-factors exceeding 104. The strong light confinement in the cavity allows us to the observe effects related to the strong photon-phonon coupling induced by the SAW. In particular, we show how the presence of SAWs leads to the formation of acoustically induced dynamic optical superlattices, which are characterized by the folding of photon dispersion in the cavity and the appearance of "mini" Brillouin zones. Our results are in very good agreement with experimental results reported in literature. They open the possibility of characterization of acoustically induced modulation in arbitrary layered systems and create a very good platform for interpretation of experimental results / Mestrado / Física / Mestre em Física / 2013/118635-2 / 2012/11382-9 / CAPES / FAPESP
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Desenvolvimento de filmes finos de TiOx e ZnO para dispositivos ISFET e SAW / Development of thin titan in oxide and zinc oxide films for ISFET and SAW devicesBarros, Angélica Denardi de, 1982- 25 February 2013 (has links)
Orientador: José Alexandre Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:21:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é a obtenção e caracterização de filmes finos de óxido de titânio (TiOx) e de óxido de zinco (ZnO) para aplicações em sensores baseados em transistores de efeito de campo elétrico sensíveis a íons (Ion Sensitive Field Effect Transistor- ISFET) e de ondas acústicas de superfície (Surface Acoustic Waves - SAW), respectivamente. Desta forma, dois diferentes tipos de sensores foram obtidos. O primeiro é o sensor químico ISFET, cujos óxidos de porta foram os filmes de TiOx. Os filmes de Ti foram depositados sobre substrato de Si através do método de evaporação por feixe de elétrons, e, através do método de pulverização catódica (sputtering). Em seguida foram oxidados em forno térmico de processamento rápido (RTP). A caracterização estrutural ocorreu através de elipsometria, de microscopia de força atômica, de espectroscopia Raman, de difração de raios-X e de espectroscopia de absorção de raios-X próximo da borda, constatando a estrutura cristalina tetragonal referente à forma rutilo do TiO2. A caracterização elétrica da melhor amostra através da curva C-V demonstrou constante dielétrica igual a 8, densidade de estados na interface da ordem de 10-10eV-1.cm-2 e densidade de corrente da ordem de 10-4A/cm2. O MOSFET apresentou tensão Early da ordem de kV, e, resistência de saída da ordem de M?. Este dispositivo possui tensão de limiar igual a 0,30V, corrente de fuga da ordem de 10-8A e transcondutância igual a 12?S. O ISFET apresentou sensibilidade em corrente de 63?A/pH e sensibilidade em tensão equivalente a 64mV/pH, valor que encontra-se próximo do esperado de 59mV/pH (limite de Nernst). O segundo sensor é baseado em ondas acústicas de superfície. Esta tese se dedicou na integração deste sensor sobre substrato de Si, que não sendo piezelétrico impossibilita a geração de ondas acústicas. Como alternativa, o ZnO, que é piezelétrico, foi depositado sobre um filme fino de SiO2 sobre Si, tornando viável a confecção de dispositivos do tipo SAW e permitindo o estudo do transporte de cargas aprisionadas nos mínimos e máximos do potencial piezelétrico gerado pelo óxido de zinco sobre o Si. O filme de ZnO depositado por sputtering foi analisado por difração de raios-X apresentando orientação cristalina hexagonal na direção (0002). A onda acústica foi analisada através dos parâmetros de espalhamento de rede e por interferometria. Na interface SiO2/Si, onde ocorre o transporte acústico, o campo piezelétrico vale 0,56kV/cm. O valor da velocidade de propagação da onda acústica é igual a 4243m/s (obtida por simulação, considerando a frequência de ressonância dos IDTs igual a 750MHz, e o comprimento de onda acústico igual a 5,6?m). O transporte de pares elétrons-lacunas gerados por laser foi detectado na região de coleção de cargas da junção lateral p-i-n para distâncias superiores a 50?m e para valores de PRF entre -10dBm e 0dBm. Isto resultou na eficiência de coleção de pares em até 12% (laser sobre a junção), e de 3,5% com o laser 50?m distante da junção. O desenvolvimento destes sensores sobre substrato de Si permitirá a integração com circuitos de condicionamento de sinais fabricados em tecnologia CMOS / Abstract: The aim of this work is to obtain and characterize thin titanium oxide (TiOx) films and zinc oxide (ZnO) films for applications in sensors based on ion sensitive field effect transistors (ISFET) and surface acoustic waves (SAW), respectively. In this way, two different types of sensors were obtained. The first is the chemical sensor ISFET, with TiOx as gate oxides. Ti films were deposited on Si substrate by electron beam evaporation and sputtering. Then, the Ti films were oxidized in rapid thermal processing oven (RTP). The Structural characterization occurred through ellipsometry, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction and x-ray absorption near edge spectroscopy, denoting the tetragonal crystal structure of the rutile form of TiO2. Electrical characterization of the best sample through the C-V curve showed dielectric constant equal to 8, interface states density in the order of 10-10eV-1.cm-2 and current density of the order of 10-4/cm2. The MOSFET presented Early voltage in the order of kV, and output resistance in order of M?. This device has threshold voltage equal to 0.30V, leakage current on the order of 10-8A and transconductance equal to 12?S. The ISFET presented current sensitivity equal to 63?A/pH and voltage sensitivity equivalent to 64mV/pH, which is close to the expected 59mV/pH determined by the Nernst limit. The second sensor is based on surface acoustic waves. This thesis was devoted to the integration of this sensor on the Si substrate, which is not piezoelectric and therefore doesn't allow the generation of acoustic waves. Alternatively, the ZnO which is piezoelectric, when deposited on a thin film of SiO2 on Si, make possible the manufacture of SAW devices and allows the study of carriers transport trapped in the minimum and maximum of the piezoelectric potential generated by the zinc oxide on Si. The ZnO film deposited by sputtering was analyzed by x-ray diffraction showing hexagonal crystalline orientation in the direction (0002). The acoustic wave was analyzed through the network analyzer (scattering parameters) and the interferometer. In SiO2/Si interface, where transport occurs, the piezoelectric field is 0, 56kV/cm. the value of the acoustic wave propagation speed is equal to 4243m/s (obtained by simulation, considering the IDTs resonance frequency equal to 750MHz and the acoustic wavelength equal to 5.6?m). The carrier transport of electrons-holes generated by the incidence of a laser was detected in the collection region of the lateral p-i-n junction for distances exceeding 50 ?m and PRF values between-10dBm and 0dBm. This resulted in a collection efficiency up to 12% (laser on the junction), and 3.5% when the laser was 50?m away from the junction. The development of these sensors on Si substrate will allow integration with signal conditioning circuits manufactured in CMOS technology / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutora em Engenharia Elétrica
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Identificação de dano estrutural via abordagem de propagação de ondas acústicas utilizando técnicas de inteligência computacional / Structural damage identification via accoustic wave propagation approach using computational intelligence techniquesKennedy Morais Fernandes 05 July 2010 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho, um algoritmo algébrico sequencial é utilizado para descrever a propagação de ondas acústicas ao longo de uma barra e utilizado na identificação de danos. Esse algoritmo é validado com base nos conficientes de sensibilidade dos ecos correspondentes aos diferentes cenários de danos apresentados. Na formulação do problema de identificação de dano, o campo de impedância generalizada, que minimiza o funcional definido como a distância entre o eco calculado e o eco experimental sintético é procurado. Os tempos de percurso da resposta, obtidos a partir de experimentos numéricos, são utilizados para identificar a posição, intensidade e forma do dano. Para simular dados corrompidos, diferentes níveis de ruído - variando de 30 a 0 dB - são introduzidos. O processo de identificação foi avaliado com os seguintes métodos de otimização: Otimização por Enxame de Partículas (PSO); Luus-Jaakola (LJ); Algoritmo de Colisão de Partículas (PCA); Algoritmos Genéticos (GA) e Recozimento Simulado (SA); e a hibridização desses métodos com o método determinístico de Levenberg-Marquardt. É mostrado que o processo de identificação de dano construído sobre a abordagem de propagação de ondas acústicas foi bem sucedido, mesmo para dados ruidosos altamente corrompidos. Os resultados dos casos testes são apresentados e algumas observações sobre as vantagens dos métodos determinísticos e estocásticos e sua combinação também são relatados. / In the present work, a sequential algorithm is used for describing the acoustic wave propagation along a bar and applied for damage identification purposes. The algorithm is validated based on the sensitivity coefficients of the corresponding echoes to the adressed damage scenarios. In the formulation of the damage identification problem, the generalized impedance field, that minimizes the functional defined as the distance between the calculated echo and the synthetic experimental one is sought. Time history responses, obtained from pulse-echo experiments, are used to identify damage position, severity and shape. In oder to account for noise corrupted data, different levels of signal to noise ratio - varying from 30 to 0 dB - are introduced. In the identification procedure the following optimization methods were applied: Particle Swarm Optimization (PSO); Luus-Jaakola (LJ); Particle Collision Algorithm (PCA); Genetic Algorithms (GA); and Simmulated Annealing (SA): and the hybridization of these methods with the deterministic Levenberg-Marquardt method. It is shown that the damage identification procedure built on the acoustic wave propagation approach was successful, even for highly corrupted noisy data. Test case results are presented and a few comments on the advantages of deterministic and stochastic methods and their combination are also reported.
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