Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 24

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The suitability of low-cost impedance sensors for microbiological purposes and biofilm growth monitoring was evaluated. The sensors with interdigitated electrodes were fabricated in PCB and LTCC technologies. The electrodes were golden (LTCC) or gold-plated (PCB) to provide surface stability. The sensors were used for monitoring growth and degradation of the reference ATCC 15442 Pseudomonas aeruginosa strain biofilm in invitro setting. During the experiment, the impedance spectra of the sensors were measured and analysed using electrical equivalent circuit (EEC) modelling. Additionally, the process of adhesion and growth of bacteria on a sensor’s surface was assessed by means of the optical and SEM microscopy. EEC and SEM microscopic analysis revealed that the gold layer on copper electrodes was not tight, making the PCB sensors susceptible to corrosion while the LTCC sensors had good surface stability. It turned out that the LTCC sensors are suitable for monitoring pseudomonal biofilm and the PCB sensors are good detectors of ongoing stages of biofilm formation.
EN
As it contains elements of complete digital impedance meter, the AD5933 integrated circuit is an interesting solution for impedance measurements. However, its use for measurements in a wide range of impedances and frequencies requires an additional digital and analogue circuitry. This paper presents the design and performance of a simple impedance meter based on the AD5933 IC. Apart from the AD5933 IC it consists of a clock generator with a programmable prescaler, a novel DC offset canceller for the excitation signal based on peak detectors and a current to voltage converter with switchable conversion ratios. The authors proposed a simple method for choosing the measurement frequency to minimalize errors resulting from the spectral leakage and distortion caused by a lack of an anti-aliasing filter in the DDS generator. Additionally, a novel method for the AD5933 IC calibration was proposed. It consists in a mathematical compensation of the systematic error occurring in the argument of the value returned from the AD5933 IC as a result. The performance of the whole system is demonstrated in an exemplary measurement.
PL
Przedstawiono technologię wykonania, wyniki obliczeń oraz pomiarów parametrów elektrycznych mikroczujników impedancyjnych wykonanych na podłożu szklanym i krzemowym. Pomiary wykonywano w środowiskach modelowych: powietrzu, wodzie destylowanej i wodnym roztworze 0,9% NaCl. Ustalono, że czujniki wykonane na utlenionym krzemie wykazują bardzo duże sprzężenie pojemnościowe przez podłoże co negatywnie wpływa na ich czułość. Sprzężenie to można zniwelować poprzez uziemienie podłoża, niestety występuje wtedy dodatkowy efekt uboczny w postaci pojawienia się dodatkowej, pozornej rezystancji, pojemności i indukcyjności w mierzonym czujniku. W tym przypadku czujniki wykonane na szkle mają konstrukcję optymalną ze względu na niewielkie sprzężenie pojemnościowe przez podłoże.
EN
In this paper we presented a manufacturing technology, parameters calculation and electrical measurements results of impedance microsensors made on glass and silicon substrates. Measurements were held in model environments: air, distilled water and 0.9% NaCl aqueous solution. The sensors made on oxidized silicon express a large capacitive coupling through the substrate, which has a negative influence on its sensitivity. This coupling can be eliminated by grounding the substrate, however by doing this, an additional side effect occurs. The side effect relies on appearance of an additional apparent resistance, capacitance and inductance in measured sensor. In this case sensors made on glass has the optimal construction because of a low capacitive coupling.
EN
In this paper MIS equivalent electrical circuit of Au/Pd/Ti–SiO2–GaAs has been analyzed by a comparison of the results obtained from admittance and DLTS spectroscopy. Two groups of peaks with different magnitude and different gate voltage dependence have been observed in DLTS and admittance spectra. Based on the analysis of the peaks behavior, it has been concluded that they are associated with the response of bulk traps and interface states, respectively. In order to characterize bulk traps and interface states responsible for the occurrence of two groups of peaks in normalized conductance spectra we have used the equivalent circuit with two CPE-R branches. The time constant values estimated for both peaks from admittance analysis have been compared with the time constant determined from DLTS analysis. Some discrepancies have been noted between the time constants obtained for interface states whereas the time constants for bulk traps were compatible. It has been also demonstrated that when conductance peaks overlap, the admittance experimental data can be fitted by the equivalent electrical model with only one CPE-R branch. However, in this case incomplete information about the analyzed process has been obtained despite the fact that all model validity criteria can be fulfilled and the model seems to be correct.
PL
Zmierzono widma impedancyjne próbek trzech nowych nieużywanych wykładzin gumowych oraz trzech próbek wykładzin pobranych ze skrubera po kilkunastu latach ekspozycji. Wykorzystano szereg elektrycznych obwodów równoważnych, aby jak najlepiej dopasować widma generowane przez te obwody do danych eksperymentalnych. Spośród wszystkich badanych materiałów najlepsze właściwości barierowe wykazuje samowulkanizująca się miękka wykładzina gumowa na bazie kauczuku bromobutylowego, oznaczana dalej jako GBB. Zachowanie tego materiału przypomina zachowanie kondensatora rzeczywistego z niskim tangensem strat. Próbki gum eksponowane w skruberze zachowały dobre właściwości ochronne, mimo długotrwałego narażenia na agresywne środowisko. Ich właściwości nie są gorsze niż nowych nieużywanych materiałów: wulkanizowanej miękkiej gumy dwuwarstwowej na bazie kauczuku chlorobutylowego (GCB) i samowulkanizującej się miękkiej wykładziny gumowej na bazie chloroprenu (GCP).
EN
A series of impedance spectra of three new unused rubber linings and the three used ones taken from the scrubber after several years of exposure were measured. In order to best fi t the spectra generated by these circuits to the experimental data a series of electrical equivalent circuits were used. From among tested materials the best barrier properties shows self-vulcanizing soft rubber lining system based on bromobutyl rubber marked as GBB. Behavior of this material resembles that of a real capacitor with low loss tangent. Samples of rubber linings exposed in the scrubber remained good protective properties, in spite of long time exposure to aggressive environment. Their properties are not worse than the new unused materials vulcanized two-ply soft rubber lining based on chlorobutyl rubber (GCB) and self-vulcanizing soft rubber lining based on chloroprene rubber (GCP).
EN
Pulsed magnetron sputtering of metal targets in the presence of reactive gas is widely used to deposit compound materials.This method is very popular but still the aim of research is to obtain more stable and efficient processes. The standard procedure of compound thin film deposition is sputtering in so called reactive mode of magnetron work - sputtering of the target surface covered with the formed compound. The authors postulate that the problem of low deposition rate of reactive compounds can be solved if the magnetron source operates in the metallic mode or near the border of metallic and transient mode. Aluminiumoxide thin films were deposited using high effective reactive pulsed magnetron sputtering. The main purpose of the research was electrical characterization of metal-compound-metal structures in the wide range of frequencies and determination of deposition technique influence on the thin film properties.
8
Content available remote Electrical properties of dielectric foil for embedded PCB capacitors
EN
One of the methods of achieving high packaging density of passive elements on the PCB is using the capacitors embedded in multilayer PCB. Test structures consisting of embedded capacitors were fabricated using the FaradFlexŽ capacitive internal layers. Impedance spectroscopy and equivalent circuit modelling was used to determine their electrical properties such as the capacitance, parasitic resistance and inductance. The use of several stages of accelerated ageing allowed us to test the durability of the structures. The results showed good quality stability of the embedded elements. The spatial distribution of the capacitance of the test structures on the surface of the PCB form was tested. The influence of the process parameters during lamination on the values of embedded capacitors was revealed.
PL
W artykule przedstawione zostały metody i techniki badań materiałów stosowanych we współczesnej mikro- i nanoelektronice oraz konstruowanych obecnie przyrządów i podzespołów. Metody bazujące na spektroskopii impedancyjnej, skaningowej mikroskopii elektronowej, mikroskopii bliskich oddziaływań, technikach jonowych, dyfraktometru rentgenowskiej, optoelektronice i technice światłowodowej, przetwarzaniu sygnałów i cyfrowych układach sterujących są rozwijane w Zakładzie Metrologii Mikro- i Nanostruktur od 2006. Dzięki integracji wspomnianych technik i ich odmian, dodatkowo z wykorzystaniem układów mikroelektromechanicznych, możliwe jest rozwiązanie wielu problemów, stojących przed współczesną metrologią mikro- i nanostruktur.
EN
In this paper, new methods of investigation of novel materials used and new tools and systems constructed in the course of the development of micro- and nanotechnology. Methods based on impedance spectroscopy, scanning electron microscopy, scanning probe microscopy, ion techniques, X-ray diffraction, optoelectronics and fiber techniques, signal processing and digital control devices have been developed in the Division of Metrology of Micro- and Nanostructures since 2006. By combining above-mentioned methods and their variations and including usage of microelectromechanical systems it is possible to solve various problems of modern metrology of micro- and nanostructures.
PL
Autorzy prezentują przegląd czujnikowych zastosowań kamertonów piezoelektrycznych. Prezentowane wyniki zostały zaczerpnięte z prac własnych. Pokazano zastosowania modyfikowanych kamertonów kwarcowych w mikroskopii sił atomowych, detekcji chemicznej i biochemicznej oraz jako czujniki własności fizycznych płynów.
EN
A review of sensor applications of piezoelectric tuning forks is shown. Presented results were obtained during in-house researches. Modified quartz tuning forks were applied as probes for Atomic Force Microscopy, sensors for chemical and biochemical detection and finally, as sensors for measurement of physical properties of liquids.
PL
Przedstawiono wyniki badań funkcjonalizowanych chemicznie miniaturowych czujników impedancyjnych wykonanych w technologii krzemowej. Pomiary widm impedancyjnych i analiza elektrycznych modeli równoważnych sensorów zanurzonych w alkoholach wykazały występowanie relaksacji dielektrycznej w zakresie bardzo małych częstotliwości związanej z istnieniem dipolowych stanów energetycznych na powierzchni SiO₂/SAM/alkohol. Zaobserwowano korelację pomiędzy wartościami przenikalności elektrycznej alkoholi a pojemnością czujnika zmierzoną przy częstotliwości 1 MHz.
EN
The results of investigations of chemically functionalized miniaturized impedance sensors made on silicon were performed. Measurement of impedance spectra and analysis of the electrical equivalent circuit of sensors immersed in alcohols revealed the presence of dielectric relaxation in the range of very low frequencies. This relaxation was associated with the existence of dipole energy states on the surface of SiO₂/SAM/alcohol. There was a correlation between alcohol and the dielectric sensor capacitance measured at a frequency of 1 MHz.
EN
Special cells made of austenitic steel were employed to carry out accelerated tests of lining materials in the autoclave at elevated temperature and at a pressure gradient along the sample’s thickness. The tests were carried out on three kinds of rubber linings: prevulcanized soft two-ply lining based on bromobutyl rubber, selfvulcanizing two-ply lining based on bromobutyl rubber and prevulcanized lining based on chlorobutyl rubber. Distilled water, 1 % aqueous solution of HCl and aqueous solution containing 50 g/dm3 of sulphuric acid and 26 g/dm3 of sodium bisulphate (IV) were used as the working medium in the tests. The temperature of the working medium in the autoclave was kept at 110±2°C and the sample exposure time amounted to 48 hours. The change in the mass of the samples after the proper time of exposure in the autoclave was determined by the gravimetric method. A measuring system made up of an Agilent 4294A high-frequency impedance analyzer and a low-frequency impedance analyzer with a Keithley 428 current/voltage transducer was used to perform measurements in a frequency range from 0.1 mHz to 10 MHz at activation with an voltage amplitude of 1 V[RMS]. The impedance measurement results show that despite the severe corrosive conditions in the autoclave and the gain in the mass of the samples, the tested coating materials did not undergo significant degradation during their exposure and keep good dielectric and protective properties.
PL
Zastosowano specjalne komórki ze stali austenitycznej, umożliwiające przeprowadzenie przyspieszonych badań materiałów powłokowych w autoklawie w warunkach podwyższonej temperatury i gradientu ciśnienia na grubości próbki. Badania wykonano dla trzech rodzajów wykładzin gumowych: wstępnie wulkanizowanej miękkiej wykładziny dwuwarstwowej na bazie kauczuku bromobutylowego, dwuwarstwowej samowulkanizującej się wykładziny na bazie kauczuku bromobutylowego i wstępnie wulkanizowanej wykładziny na bazie kauczuku chlorobutylowego). W badaniach jako medium robocze stosowano wodę destylowaną, 1% roztwór wodny kwasu solnego oraz roztwór wodny zawierający 50 g/dm3 kwasu siarkowego i 26 g/dm3 wodorosiarczanu (IV) sodu. Temperaturę medium roboczego w autoklawie utrzymywano w zakresie 110±2°C, a czas ekspozycji próbek wynosił 48 godz. Metodą grawimetryczną oznaczano zmianę masy próbek po odpowiednim czasie ekspozycji próbek w autoklawie, a wykorzystując system pomiarowy zestawiony z wysokoczęstotliwościowego analizatora impedancji Agilent 4294A oraz niskoczęstotliwościowego analizatora impedancji z przetwornikiem prąd-napięcie Keithley 428 wykonywano pomiary w zakresie częstotliwości od 0,1 mHz do 10 MHz przy pobudzeniu o amplitudzie napięcia przemiennego 1 V[RMS]. Otrzymane wyniki badań impedancyjnych pozwalają stwierdzić, że badane materiały powłokowe, pomimo ostrych warunków korozyjnych w autoklawie i zwiększenia masy próbek, nie uległy znaczącej destrukcji podczas ekspozycji i zachowały dobre właściwości dielektryczne i ochronne.
PL
Znaczną część powierzchni układów na płytkach obwodów drukowanych zajmują elementy i podzespoły bierne. Ich miniaturyzacja bazująca na standardowych elementach do montażu powierzchniowego wyczerpuje się. W artykule zaprezentowano możliwość wzrostu gęstości upakowania w oparciu o technologie wielowarstwowe. Omówiono wykonywanie elementów biernych (rezystorów cienkowarstwowych, kondensatorów) wbudowanych w płytki obwodów drukowanych i ich wybrane właściwości elektryczne oraz stabilność długoczasową.
EN
Significant part of circuits' area on printed circuit boards is occupied by passives. Their further miniaturization based on typical components for Surface Mount Technology is exhausted. This paper presents possibility of interconnection density increase based on multilayer technologies. The fabrication of passives (thin-film resistors, capacitors) embedded into printed circuit boards and their chosen electrical properties and long-term stability are described.
PL
W artykule przedstawiono wybrane sposoby testowania oraz wyniki prób doświadczalnych testowania wielowarstwowych płytek drukowanych z wbudowanymi cienkowarstwowymi elementami rezystywnymi. Artykuł jest wynikiem prac w ramach projektu "Technologia doświadczalna wbudowywania elementów rezystywnych i pojemnościowych wewnątrz płytki drukowanej", którego celem jest opracowanie technologii wielowarstwowych płytek drukowanych z podzespołami biernymi wytwarzanymi na wewnętrznych warstwach płytki obwodu drukowanego.
EN
In the paper chosen methods of testing and results of experimental tests of multilayer circuit boards with thin - film embedded resistors are presented. The paper is a result of the investigations carried on in the frame of the project "Experimental technology of resistive and capacitive components embedded inside the printed circuit board". This project is focused on elaboration of technology of multilayer printed circuit boards (PCBs) with passives fabricated at the inner layers of PCB.
EN
Impedance spectroscopy measurement system was built and software for its control was written. The system consisted of two impedance analyzers designed for measurements in different frequency ranges. Wideband switch with low parasitic capacitance and inductance and current amplifier for high impedance measurements. Software allowed for measurement control and data acquisition. The examples of BaTiO 3 nanoceramic measurements and thick film varistors are shown.
PL
Zestawiono stanowisko do pomiarów metodą spektroskopii impedancyjnej oraz opracowano dedykowane oprogramowanie do jego kontroli. System składał się z dwóch analizatorów impedancji przeznaczonych do pomiarów w różnych zakresach częstotliwości, szerokopasmowego przełącznika z małymi wartościami elementów pasożytniczych i wzmacniacza prądowego do pomiarów dużych impedancji. Oprogramowanie służyło do wykonania pomiaru i analizy jego wyników. Zaprezentowano przykłady pomiarów nanoceramiki BaTiO 3 oraz warystorów grubowastwowych.
EN
This paper propose middle and low frequency impedance measurement technique based on the use of PC and general purpose electric measurement devices available in typical laboratory. The use of PC for impedance calculations enables the implementation of advanced error compensation and digital signal processing algorithms. System accuracy for two types of voltage perturbation is tested and measurement accuracy is calculatet. Example of system use for thick-film components post-fabrication diagnostics is presented.
PL
W pracy zaprezentowano technikę pomiaru impedancji elektrycznej w zakresie średnich i niskich częstotliwości. Technika ta wykorzystuje komputer oraz aparaturę pomiarową ogólnego zastosowania dostępną w każdym typowym laboratorium elektronicznym. Zastosowanie komputera do przetwarzania danych pomiarowych pozwala na zaimplementowaniu zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów i kompensacji błędu metody. Wyznaczono niepewności pomiarowe dla dwóch rodzajów proponowanego pobudzenia próbki. Zaprezentowano przykład wykorzystania prezentowanego systemu do kontroli technologicznej przy wytwarzaniu elementów grubowarstwowych.
17
Content available remote Symulacja widm impedancyjnych struktur biologicznych na elektrodach palczastych
PL
Zaimplementowano dwie metody symulacji widm impedancyjnych zawiesin bakterii. Pierwsza oparta jest na opisanych zależnościami Maxwella-Wagnera-Sillarsa właściwościach elektrycznych struktur wielofazowych. Metoda druga polega na przeliczeniu obrazu, przedstawiającego rozkład bakterii w dwuwymiarowej celce pomiarowej z wbudowanymi elektrodami, na odpowiednią sieć elementów RC. Używając metody napięć węzłowych obliczono impedancję elektryczną danej sieci w szerokim zakresie częstotliwości. Otrzymane w wyniku symulacji widma impedancyjne porównano z widmami otrzymanymi z pomiarów zawiesin bakterii E. coli na elektrodach palczastych.
EN
Two methods of impedance spectra simulation has been implemented. First method, based on Maxwell-Wagner-Sillars theorem, is based on calculation of electrical properties of two phase mixture – suspension media and unicellular organisms modeled as phospholipids-coated cytoplasm. Second method was based on transposition of picture showing the layout of bacteria in 2D measurement well with embedded interdigitated electrodes into RC elements network. Using node potential method one can calculate equivalent impedance of given network in chosen frequency range. Simulated data and measured E. coli suspension impedance spectra have been compared.
PL
Zaproponowano innowacyjną metodę detekcji bakterii w słabo przewodzących roztworach, polegającą na mechanicznym, chemicznym bądź elektrycznym rozbiciu błony komórkowej bakterii i pomiarze zmiany impedancji zawiesiny w otoczeniu czujnika z elektrodami palczastymi. Przeprowadzono eksperymenty wykorzystujące trzy różne metody lizy bakterii E. coli: sonifikację, liżę chemiczną z użyciem detergentu oraz elektroporację. Porównano impedancję zawiesiny bakterii E. coli na elektrodach palczastych przed i po podanych procesach. Najbardziej czułą metodą okazała się sonifikacja próbki. Dodatkowąjej zaletą jest brak wprowadzania jakichkolwiek odczynników do próbki.
EN
The innovative method of detection of smali amounts of bacteria in low-conductivity media has been suggested. It relays on a mechanical, chemical or electrical disintegration of cellular membranes and measurement of a change in impedance with an interdigitated electrodes (IDE) structure. Experiments using three methods of E. coli cellular lysis have been conducted. Sonification, chemical lysis using detergents and extensive electroporation has been used. Impedance spectra of bacterial solutions before and after process have been compared. Sonification proved to be the most sensitive method.
EN
The main goals of the presented paper were focused on synthesis of nanocrystalline BaTiO^3 materials doped with chosen rare earth ions (Eu^3+ and Yb^3+) utilizing sol-gel technique. Structure, morphology, optical and electrical properties were characterized. Size effects and their influence on the mentioned physicochemical properties were discussed. Strong effect of the dopant concentration on the structure of BaTiO_3 was found. In case of the Eu3+ ions doping results in stabilization of tetragonal phase of BaTiO^3 whereas addition of the Yb^3+ ions favors formation of the cubic structure. Besides that all introduced ions could be considered as inhibitors for the grain growth process. Moreover resulted powders showed co-existence of the tetragonal (ferroelectric) and cubic (paraelectric) phases. The amount of the tetragonal phase depends on the heat treatment temperature and concentration of the incorporated rare earth ions. The structural changes of a matrix were studied using the Eu^3+ and Yb^3+ ions as optical probes. Their luminescence properties were dependent on the sintering temperature. In case of the Eu^3+ ions we have found that the intensities of D→7F transitions increased with the increasing temperature. It means higher Eu3+ ions symmetry associates with higher temperature [1–4]. On the other hand in nano-crystals doped with Yb3+ ions a higher intensity of SHG (second harmonic generation) was observed in the tetragonal phase, whereas the isotropic cubic phase was detected by the absence of a SHG signal. Cooperative emission, indicating the presence of Yb3+ ion pairs, was easily detected in the cubic phase and not seen in the ferroelectric tetragonal structure [5]. BaTiO_3 nanoceramics were fabricated from the nanopowders using LTHP (low-temperature high pressure) sintering process [6, 7]. The impedance spectra indicated the complex nature of the effects appearing in the analyzed BaTiO3 nanoceramics. Four types of physical mechanisms contributing to the overall conductivity were found, namely hopping, diffusion, two relaxation mechanisms and the dc conduction. The studied samples show a ferroelectric-paralelectric phase transition observed for the higher frequency regions.
20
Content available remote Impedance spectroscopy of suspension plasma sprayed hydroxyapatite coatings
EN
Impedance spectroscopy was used to investigate the properties of hydroxyapatite (HA) coatings and their dependence on fabrication parameters. The HA layers were deposited on the titanium substrates using suspension plasma spraying. The analysis of the results was performed using equivalent circuit modelling. The HA layers contained crystalline and amorphous phases. The amount of amorphous phase raised with an increase of plasma torch power. The porosity of coatings was investigated by observation of water evaporation process. The conclusion was that samples fabricated with lower torch power had smaller and more complex pores structure.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.