Ανάλυση της διαδικασίας ανάγνωσης σε μικρο-αισθητήρες τεχνολογίας υλικών αλλαγής φάσης και εκτίμηση κινηματικής κατάστασης

• Κύριος συγγραφέας: Ζαχαρίας, Ηλίας
• Άλλοι συγγραφείς: Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Υλικά αλλαγής φάσης; Νανοτεχνολογία; Μικρο-ηλεκτρομηχανικά συστήματα; Μικροαισθητήρες; Μικροσκοπία σάρωσης; Επιταχυνσιόμετρο; Phase change materials; Nanotechnology; MEMS; Micro-sensors; Scanning-probe microscopy; Accelerometer; 621.381

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως αντικείμενο τη μελέτη και ανάλυση των διαδικασιών εγγραφής και ανάγνωσης πληροφορίας σε διατάξεις που κάνουν χρήση υλικών αλλαγής φάσης (Phase-Change Materials, PCM), μέσα από κατάλληλα μοντέλα προσομοίωσης και αξιοποίηση του σήματος ανάγνωσης που παράγεται από μίκρο-ηλεκτρομηχανικά συστήματα (Micro-electro-mechanical systems, MEMS), τα οποία βασίζονται σε τεχνικές μικροσκοπίας σάρωσης με ακίδα (probes) σε μικρή κλίμακα, για την εκτίμηση της κινηματικής κατάστασης του συστήματος αυτού. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της μελέτης αυτής αναπτύσσονται ειδικά μοντέλα προσομοίωσης, τα οποία βασίζονται σε τεχνικές επίλυσης διαφορικών εξισώσεων με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων (Finite Element Method, FEM) με σκοπό την ανάλυση των διαδικασιών SET και RESET, ενός στοιχείου αποθήκευσης ενός bit πληροφορίας μιας PC-RAM (Phase-Change Random Access Memory) μνήμης, καθώς επίσης και των διαδικασιών Εγγραφής/Ανάγνωσης (WRITE/READ) μικρο-ηλεκτρομηχανικών διατάξεων σάρωσης με ακίδα πάνω σε υλικά αλλαγής φάσης. Γίνεται επίσης, μια εκτενής μελέτη του σήματος ανάγνωσης (read-back signal) κατά τη διαδικασία σάρωσης ενός εγγεγραμμένου συμβόλου ή μιας ακολουθίας συμβόλων από ‘0’ και ‘1’ και αναλύεται η σχέση εξάρτησης του σήματος αυτού από την ταχύτητα σάρωσης, καθώς και ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί για την εκτίμηση της κίνησης αυτής. Για το σκοπό αυτό μοντελοποιείται ο βασικός παλμός ανάγνωσης ενός συμβόλου (bit), καθώς και το κανάλι ανάγνωσης σε σχέση με την ταχύτητα σάρωσης, κάνοντας χρήση τεχνικών επεξεργασίας σήματος αναδειγματοληψίας (resampling), αξιοποιώντας αρχιτεκτονικές φίλτρων Farrow. Ειδικότερα, προτείνεται μια καινοτόμος μέθοδος ανάλυσης και επεξεργασίας του σήματος ανάγνωσης που προκύπτει από μια μίκρο-ηλεκτρομηχανική διάταξη, η οποία φέρει μια προ-αποθηκευμένη (γνωστή) πληροφορία ακολουθίας συμβόλων ή κατάλληλων μοτίβων πάνω σε μια δισδιάστατη επιφάνεια μερικών νανο/μικρομέτρων, με σκοπό την εκτίμηση της κινηματικής κατάστασης (ταχύτητα, επιτάχυνση) της διάταξης και κατ’ επέκταση της συσκευής που φέρει μια τέτοιου τύπου διάταξη και η οποία μπορεί να υφίσταται επιταχύνσεις λόγω εξωτερικών διαταραχών.