Il gruppo di Microelettronica e Sensori dell'Università degli studi di Bergamo si occupa della progettazione e della caratterizzazione di dispositivi innovativi e circuiti integrati nelle tecnologie di frontiera dei semiconduttori. Il laboratorio sviluppa anche microsistemi e sensori per nuove applicazioni Internet of Things.
Team di Ricerca
Referente
Prof. Valerio Re
Team
Prof. Massimo Manghisoni
Prof. Gianluca Traversi
Prof. Luigi Gaioni
Dott.ssa Elisa Riceputi
Attività di Ricerca
- Progetto di sensori CMOS e di circuiti integrati di front-end analogici e a segnali misti per rivelatori di radiazione in applicazioni di fisica delle alte energie, imaging di raggi X e fisica astroparticellare
- Studio del rumore e della resistenza alle radiazioni in dispositivi elettronici e circuiti
- Sviluppo di strumentazione di misura per la caratterizzazione di dispositivi a stato solido e circuiti microelettronici
- Progetto e sviluppo di sensori indossabili per il monitoraggio remoto di parametri fisiologici, biomedicali e ambientali
- Sviluppo di sensori per applicazioni IoT
Progetti di ricerca
- CMS
CMS (Compact Muon Solenoid) è un esperimento progettato da una collaborazione di 181 istituzioni scientifiche per operare al collider adronico LHC presso i laboratori del CERN di Ginevra. Uno degli obiettivi principali dell'esperimento è lo studio del bosone di Higgs. Gli obiettivi dell'esperimento riguardano inoltre la ricerca di particelle super-simmetriche e della materia oscura. Nell’ambito delle attività legate all’upgrade di fase II di CMS, il gruppo dell'Università degli studi di Bergamo è finanziato dall’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) per contribuire allo sviluppo di un circuito integrato per la lettura dei nuovi sensori a pixel che saranno installati al CERN nella prossima decade. Questa attività si svolge nell’ambito della collaborazione internazionale RD53, a cui partecipano istituzioni di ricerca europee e statunitensi.
Per approfondimenti: http://rd53.web.cern.ch/rd53/
- AIDA2020
Progetto finanziato dall’Unione Europea, Horizon 2020 Research and Innovation programme under Grant Agreement no. 654168. Lo scopo del progetto di ricerca AIDA-2020 consiste nel migliorare le tecnologie dei dei sistemi microelettronici e dei sensori per la rivelazione di particelle, tramite l’utilizzo di processi CMOS in scala nanometrica e di tecniche per l’integrazione 3D.
Per approfondimenti: http://aida2020.web.cern.ch
- RADAR-CNS
Progetto finanziato dall’Unione Europea, Horizon 2020 research and innovation program and EFPIA. RADAR-CNS riunisce clinici, ricercatori, ingegneri, informatici e bioinformatici di tutto il mondo allo scopo di sviluppare nuovi metodi per misurare i principali disturbi depressivi, l'epilessia e la sclerosi multipla utilizzando sensori indossabili abbinati a smartphone. RADAR-CNS mira a migliorare la qualità della vita delle persone e a cambiare il modo in cui la depressione, l'epilessia e la sclerosi multipla sono gestite e trattate.
Per approfondimenti: https://www.radar-cns.org
- DSSC
Collaborazione internazionale tra diverse università ed enti di ricerca, come l'Università di Heidelberg, il Politecnico di Milano, l'Università degli studi di Bergamo, e il centro DESY di Amburgo. Progetto finanziato dallo European XFEL. Scopo del progetto è lo sviluppo di un rivelatore di raggi X per esperimenti all’European XFEL. Il rivelatore è basato su un sensore a pixel in silicio, letto da un circuito microelettronico a bassissimo rumore, con ADC e memoria RAM integrati nelle celle di lettura dei pixel. XFEL (X-ray Free Electron Laser) è un tipo di laser a elettroni liberi in cui viene emesso un fascio di raggi X con elevatissima focalizzazione e intensità. La lunghezza d'onda minima, dell'ordine di un Angstrom, e l'intensità del raggio laser disponibile nei sistemi FEL rendono possibile vedere oggetti con dimensioni nanometriche. Questi esperimenti consentono di studiare la struttura dei materiali su scala atomica e di caratterizzare processi chimici e biologici, con ricadute in molti settori scientifici (medicina, energia, elettronica,…).
Per approfondimenti: https://www.xfel.eu/
- GAPS
Collaborazione internazionale. Progetto finanziato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Agenzia Spaziale Italiana (ASI), Japanese Space Agency (JAXA). Il progetto di ricerca prevede la realizzazione di un nuovo sistema microelettronico per leggere sensori in silicio a deriva di litio con l’obiettivo di studiare la materia oscura tramite la rivelazione di particelle di anti-deuterio da raggi cosmici. Il progetto prevede di realizzare un chip multicanale in tecnologia CMOS a elevata densità di integrazione che dovrà essere pronto in tempo utile per il lancio del pallone stratosferico per la messa in quota che attualmente è prevista per la seconda metà del 2020 dalla stazione di McMurdo in Antartide.
Per approfondimenti: http://gaps1.astro.ucla.edu/gaps
Collaborazioni industriali
- STMicroelectronics
Il Laboratorio di Microelettronica e Sensori è Proof of Concept (POC) di STMicroelectronics. I PoC Labs sono centri per lo sviluppo e la prototipazione di nuove idee nell’ambito dell’Internet of Things, smart driving ed Industria 4.0.
- 221e srl
Pubblicazioni
Proposte di Tesi di Laurea
- Development of a “Man Down” System based on Bosch BMP580 barometric sensor
The goal of this thesis project is to design and develop a lone worker safety system featuring the “Man Down” detection. The wearable device should exploit the high accuracy of the Bosch BMP581 barometric sensor to detect the Man Down condition.
Tesi di Laurea Magistrale
Docente referente: Prof. Gianluca Traversi
- Advanced algorithms for airborne PMUT-based applications
Improve the performance of an ultrasound ranging system.
Tesi di Laurea Magistrale
Docente referente: Prof. Gianluca Traversi
- PMUT-Based data communication on ultrasound carrier
Implementation of an optimized system for airborne data communication on ultrasound carrier.
Tesi di Laurea Magistrale
Docente referente: Prof. Gianluca Traversi
- C++ for modular embedded applications on STM32
Design and development of modular embedded C++ applications on ST eval boardswith STM32 microcontrollers, MEMS sensors and communication interfaces.
Tesi di Laurea Magistrale
Docente referente: Prof. Gianluca Traversi
- High-resolution ranging for a PMUT-based eye-tracking device
Implementation of a high-resolution ultrasound ranging device for eye-tracking application.
Tesi di Laurea Magistrale
Docente referente: Prof. Gianluca Traversi