Séance de cours

Bio-Nano-Chip Design: Modélisation d'Interface et Calcul de CPE

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Dans cours

EE-517: Bio-nano-chip design

Introduction to heterogeneous integration for Nano-Bio-CMOS sensors on Chip. Understanding and designing of active Bio/CMOS interfaces powered by nanostructures. ...

Description

Cette séance de cours couvre la conception de bio-nano-chips, en se concentrant sur la modélisation d'interface et le calcul CPE. Les sujets abordés comprennent le calcul des distances des ions des électrodes dans les sondes d'ADN, la détection de la capacité et l'analyse de stimulation cérébrale profonde avec spectroscopie d'impédance. L'instructeur présente des problèmes et des solutions liés aux sondes d'ADN simple brin et double brin, à la capacité des électrodes et aux calculs de résistance et de capacité équivalents pour les interfaces bio/CMOS.

Enseignant·e

Sandro Carrara

Sandro Carrara a été nommé IEEE Fellow pour ses remarquables réalisations dans le domaine de la conception de biocapteurs CMOS à l'échelle nanométrique. Il a également reçu le prix "IEEE Sensors Council Technical Achievement Award" en 2016 pour son leadership dans le domaine émergent du co-design des interfaces Bio/Nano/CMOS. Il est un Professeur titulaire à l' EPFL à Lausanne (Suisse) et responsable du groupe de recherche "Bio/CMOS Interfaces" (BCI). Il est ancien professeur de biocapteurs optiques et électriques au Département de génie électrique et de biophysique (DIBE) de l'Université de Gênes (Italie) et ancien professeur de nanotechnologie à l'Université de Bologne (Italie). Il est titulaire d'un doctorat en biochimie et de biophysique de l'Université de Padoue (Italie), une master en physique de l'Université de Gênes (Italie), et un diplôme en électronique de l'Institut National de Technologie à Albenga (Italie). Ses intérêts scientifiques sont sur les phénomènes électriques de films nano-bio-structuré, et comprennent CMOS conception de biopuces à base de protéines et de l'ADN. Le long de sa carrière, il a publié 7 livres, l'un comme auteur avec Springer sur les interfaces Bio/CMOS et, plus récemment, un manuel de bioélectronique avec La prestigieuse Cambridge University Press. Il a également publié plus de 250 articles scientifiques et est l'auteur de 13 brevets. Il est maintenant chef rédacteur du Journal IEEE Sensors; il est également fondateur et chef rédacteur du Journal BioNanoScience par Springer, et rédacteur adjoint de IEEE Transactions on Circuits and Biomedical Systems. Il est membre du IEEE Sensors Council et de son comité exécutif. Il était membre du Conseil des gouverneurs de la IEEE Circuits And Systems Society (CASS). Il a été nommé IEEE conférencier émérite pour les années 2017-2019 pour le Conseil IEEE Sensors, et de la société CASS pour les années 2013-2014. Son travail a reçu plusieurs reconnaissances internationales: plusieurs Top-25 Hottest-articles (2004, 2005, 2008, 2009, et deux fois en 2012) publiés dans des journaux internationales très fort impact telles que Biosensors and Bioelectronics, Sensors And Actuators B, IEEE Sensors, et Thin Solid Films; un Award à une conference de l'OTAN en 1996 pour la contribution originale à la physique de la conductivité à électron unique dans les nano-particules; six "Best Paper Awards" pour des articles présentés à la conférence IEEE Sensors Conference en 2019 (Montreal), IEEE NGCAS en 2017 (Genoa), MOBIHEALTH en 2016 (Milan), IEEE PRIME en 2015 (Glasgow), en 2010 (Berlin) et en 2009 (Cork), un prix de la meilleure affiche au rencontre annuel de Nanotera en 2011 (Berne), et un prix de la meilleure affiche au NanoEurope Symposium en 2009 (Rapperswil). De 1997 à 2000, il a été membre d'un comité international au ELETTRA Synchrotron à Trieste. De 2000 à 2003, il était responsable scientifique d'un Programme national de recherche (PNR) dans le dépôt de nanobiotechnologie. Il était un expert internationalement estimé du comité d'évaluation de l'Académie de Finlande dans un programme de recherche pour les années 2010-2013. Il a été le président général (General Chair) de la Conférence IEEE BioCAS 2014, le premier conférence internationale dans le domaine des circuits et des systèmes pour les applications biomédicales.

Source officielle

Concepts associés (31)

Equivalent Series Resistance

La résistance série équivalente ou ESR (pour en) est une représentation de la résistance électrique d'un composant électronique passif, mesurée en ohms. En l'absence de mentions contraires, l'ESR est toujours une résistance sur courant alternatif mesurée à des fréquences standards. La théorie de l'électronique manipule des résistances, des condensateurs et des bobines idéaux : ils sont dotés uniquement d'une résistance, d'une capacité ou d'une inductance.

Capacitor types

Capacitors are manufactured in many styles, forms, dimensions, and from a large variety of materials. They all contain at least two electrical conductors, called plates, separated by an insulating layer (dielectric). Capacitors are widely used as parts of electrical circuits in many common electrical devices. Capacitors, together with resistors and inductors, belong to the group of passive components in electronic equipment.

Ceramic capacitor

A ceramic capacitor is a fixed-value capacitor where the ceramic material acts as the dielectric. It is constructed of two or more alternating layers of ceramic and a metal layer acting as the electrodes. The composition of the ceramic material defines the electrical behavior and therefore applications. Ceramic capacitors are divided into two application classes: Class 1 ceramic capacitors offer high stability and low losses for resonant circuit applications.

Interface utilisateur

L’interface utilisateur est un dispositif matériel ou logiciel qui permet à un usager d'interagir avec un produit informatique. C'est une interface informatique qui coordonne les interactions homme-machine, en permettant à l'usager humain de contrôler le produit et d'échanger des informations avec le produit. Parmi les exemples d’interface utilisateur figurent les aspects interactifs des systèmes d’exploitation informatiques, des logiciels informatiques, des smartphones et, dans le domaine du design industriel, les commandes des opérateurs de machines lourdes et les commandes de processus.

Capacité électrique

En électricité et en électronique, la capacité représente la quantité de charges électriques portées par un accumulateur, un condensateur ou un conducteur pour une tension donnée. Elle est définie comme étant la somme des charges électriques de l'élément divisée par le potentiel de l'élément : où : capacité (en farads (F)) ; charge (en coulombs (C)) ; différence de potentiel aux bornes de l'élément (en volts (V)).

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Explore les avancées dans les interfaces cerveau-machine et les prothèses visuelles, en abordant les défis et les perspectives d'avenir.

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Couvre les techniques de neurostimulation et les circuits de stimulation électrique pour les puces de stimulateur neuronal.

Équilibrage de charge dans les circuits de stimulation

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