Retour au site du LAAS-CNRS

Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

Publications de l'équipe MILE

Choisir la langue : FR | EN

17documents trouvés

16480
10/02/2017

Fabrication and modeling of a capacitor microfluidically tuned by water

N.HABBACHI, H.BOUSSETTA, A.BOUKABACHE, M.A.KALLALA, P.PONS, K.BESBES

Monastir, MILE, MINC

Revue Scientifique : IEEE Electron Device Letters, Vol.38, N°2, pp.277-280, Février 2017, DOI: 10.1109/LED.2016.2644540 , N° 16480

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

This letter presents fabrication and modeling of a continuously tunable microfluidic capacitor, which is composed of electrodes obtained by classical electrodeposition and microfluidic channels generated by lamination of SU-8 films. We show that the capacitance increases continuously between Cmin = 0.52 pF and Cmax = 18.5 pF following addition of deionized (DI) water in microchannels. The capacitance tuning range reaches 3460% at 500 MHz. The quality factor decreases from Qmax = 69 when the capacitor is empty to Qmin = 5.3 when it is fully filled with DI water. We also model the electric field and current distributions inside microfluidic channels, showing that electric field is cancelled as they are entirely filled with DI water.

138952
16463
27/01/2017

Tunable MEMS capacitor: influence of fluids

N.HABBACHI, H.BOUSSETTA, A.BOUKABACHE, M.A.KALLALA, P.PONS, K.BESBES

Monastir, MILE, MINC

Revue Scientifique : Electronics Letters, Vol.53, N°2, pp.72-73, Janvier 2017 , N° 16463

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01415341

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

In this letter we evaluate the effect of a dielectric liquid on the tunability of capacitor operating in RF domains. The RF measurement shows a high variations of the resonant frequency accompanied with a low insertion loss. Moreover, the fluid positions between electrodes modifies the capacitance value up to Tr = 6660% at 600MHz. The quality factor decreases in response of water filling from Qmax = 51.9 when it is empty to Qmin = 1.49 when it is fully filled. According to the FEM analysis, the change of the dielectric permittivity influences the capacitor performances. Essentially, the tuning range of the capacitance and the quality factor could reach respectively: Tr = 7660% and Qmin = 35.-

Abstract

In this letter we evaluate the effect of a dielectric liquid on the tunability of capacitor operating in RF domains. The RF measurement shows a high variations of the resonant frequency accompanied with a low insertion loss. Moreover, the fluid positions between electrodes modifies the capacitance value up to Tr = 6660% at 600MHz. The quality factor decreases in response of water filling from Qmax = 51.9 when it is empty to Qmin = 1.49 when it is fully filled. According to the FEM analysis, the change of the dielectric permittivity influences the capacitor performances. Essentially, the tuning range of the capacitance and the quality factor could reach respectively: Tr = 7660% and Qmin = 35.-

138674
16498
09/12/2016

Écoulements liquide-gaz, évaporation, cristallisation dans les milieux micro et nanoporeux. Études à partir de systèmes modèles micro et nanofluidiques

A.NAILLON

MILE

Doctorat : INP de Toulouse, 9 Décembre 2016, 180p., Président: G.PIJAUDIER-CABOT, Rapporteurs: H.BODIGUEL, N.SHAHIDZADEH, Examinateurs: D.DEROME, J.TALANDIER, Directeurs de thèse: M.PRAT, P.JOSEPH , N° 16498

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01449523

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Flows in porous media are ubiquitous in nature and industry. The aimof this thesis work is to study these flows in presence of liquid and gas, relying on the use of artificial model systems. They correspond to imbibition (or capillary invasion), drainage (or the displacement of a wetting fluid by a non-wetting fluid), and evaporation (or drying). A first part of this work focuses on the liquid-gas flows in porous media whose pore size is lower than 100 nm. They are called nanoporous media. At this scale, several phenomenamight modify the liquid-gas flows in comparison with what is known at the micrometer scale: e.g. contact line pinning, high negative pressure in liquid or cavitation. Thus, experiments are needed to better characterize these flows. In parallel, recent progresses in nanofabrication allow fabricating devices whose depth drop down to few nanometers. This approach provide an innovative tool to study the flows in nanoporous model systems in two dimensions, as it has been already performed at larger scale. A clear advantage to this system is that it allows direct observation of different phases. Silicon-glass nanofluidic devices were fabricated with constant depth in the 20-500 nm range. A new fabrication process was developed to obtain nanochannel with non-uniform depth in one step. It is based on grayscale laser lithography. Imbibition experiments and a numerical model showed that the gas pressurization increased the gas transfer throw the liquid. Drainage experiments were performed in devices with pressure as high as 20 bars. Pore networks modeling with invasion percolation algorithmshowed that the experimental invasion patterns correspond to those expected at micrometer scale for low Capillary number. Evaporation in nanochannels revealed interesting kinetics of bubbles appearance and growth. A prospective study is shown at the end to argue the importance of pursuing these studies in deformable media. The second part of this work concentrates on the sodiumchloride crystallization at the scale of a micrometer pore. In the specific case of the drying of a salt solution, evaporation leads to the crystallization of the dissolved species. This phenomenon is involved in the issue of art conservation or building salt weathering. The mechanisms which lead to a stress on wall induced by a crystal are not generally admitted both at macro and microscale. Deformations induced by crystal growth were observed in glass-polymer (PDMS) microfluidic devices. The crystal growth kinetics wasmeasured at high acquisition rate and allowed giving a new value of the parameter of kinetics of crystal growth by reaction, one to two orders of magnitude higher than the ones used in literature. A numerical model was developed to predict the evolution of dissolved salt concentration during crystal growth. It allowed designing a phase diagram which gives the condition to favors the stress generation by a crystal on a wall. A theoretical analysis defined a Damkhöler number, taking into account transport properties and pore size. At last, a stress generation mechanism was observed, leading to the pore closure.

Résumé

Les écoulements enmilieux poreux sont omniprésents tant dans la nature que dans l’industrie. Les travaux menés dans cette thèse ont pour objectif d’étudier ces écoulements en présence de liquide et de gaz. Cela correspond aux situations d’imbibition (ou invasion capillaire), de drainage (ou déplacement d’un fluide mouillant par lamise en pression d’un fluide non mouillant), et d’évaporation (ou de séchage). L’étude se base sur l’utilisation de systèmes modèles artificiels. Une première partie de ce travail se concentre sur les écoulements liquide-gaz dans les milieux dont la taille des pores est inférieure à 100 nm. Ces milieux sont dits nanoporeux. A cette échelle, différents phénomènes sont susceptibles demodifier les écoulements liquide-gaz par rapport à ce qui est observé à l’échellemicrométrique : accrochage de la ligne de contact, pression fortement négative en phase liquide ou cavitation par exemple. Des expériences sont donc nécessaires pour mieux caractériser ces écoulements. En parallèle, les récents progrès en nanofabrication permettent d’obtenir des systèmes dont la profondeur peut descendre jusqu’à quelques nanomètres. Cette approche, désormais classique à plus grande échelle, nous fournit un outil innovant pour étudier les écoulements dans des milieux nanoporeux modèles, en deux dimensions. Un atout évident de ce type de modèles est qu’ils permettent une visualisation directe des deux phases, liquide et gaz. Des dispositifs nanofluidiques en silicium-verre et à profondeur constante ont été réalisés dans la gamme 20-500 nm. Un nouveau procédé de nanofabrication basé sur une lithographie laser à niveau de gris a été développé afin d’obtenir des dispositifs à profondeurs variables en une seule étape. Les expériences d’imbibition et un modèle théorique ont mis en avant que la pressurisation du gaz accélère son transport dans le liquide. Ensuite, des expériences de drainage ont été réalisées dans des dispositifs nanofluidiques avec des pressions de l’ordre de 20 bars. Des simulations sur réseau de pores utilisant l’algorithme de percolation d’invasion ont montré que les motifs d’invasion expérimentaux correspondaient à ce qui était attendu à l’échellemicrométrique pour des écoulements à faible nombre capillaire. Enfin, l’évaporation en nanocanaux a révélée des cinétiques intéressantes d’apparition et de croissance de bulles dans le liquide. Une ouverture est faite sur l’intérêt de poursuivre ces études dans des systèmes déformables. La deuxième partie de cette thèse s’est focalisée sur la cristallisation du chlorure de sodium à l’échelle d’un pore micrométrique. Dans le cas particulier du séchage d’une solution de sel, l’évaporation amène à la cristallisation des espèces dissoutes. Ce phénomène est largement impliqué dans la problématique de la conservation des oeuvres d’arts ou de la détérioration précoce des édifices. Les mécanismes qui conduisent à la génération de contraintes par un cristal sur une paroi, appelée pression de cristallisation, ne sont pas encore admis tant à l’échelle macro que microscopique. Des déformations induites par la cristallisation du sel ont été observées dans des dispositifs microfluidiques verre-polymère (PDMS). La vitesse de croissance d’un cristal a été mesurée à haute cadence d’acquisition, aboutissant à une nouvelle valeur de la constante de cinétique de réaction, supérieure d’un à deux ordres de grandeur aux données de la littérature. Un modèle numérique prédit l’évolution du champ de concentration en sel dissous lors de la croissance du cristal. Complété par une analyse théorique qui a mis en avant un nombre de Damkhöler prenant en compte les propriétés de transport et la taille du pore, il a permis de construire un diagramme de phase qui traduit les conditions favorables à la génération de contraintes par un cristal sur une paroi. Enfin, un mécanisme de génération de contraintes négatives entraînant la fermeture du pore a été observé.

Mots-Clés / Keywords
Nanofluidique; Ecoulements liquide-gaz; Imbibition; Drainage; Evaporation; Cristallisation; Milieu nanoporeux; Nanofluidics; Liquid-gas flows; Crystallization; Nanoporous media;

138693
16406
28/11/2016

Du transistor MOS aux capteurs et microsystèmes

A.BOUKABACHE

MILE

Habilitation à diriger des recherches : 28 Novembre 2016, 52p., Président: T.PARRA, Rapporteurs: G.DAMBRINE, C.DEJOUS, A.FOUCARAN, Responsable scientifique: A.M.GUE , N° 16406

Diffusable

Plus d'informations

Résumé

Les travaux de recherches présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre général des recherches menées au LAAS-CNRS par les équipes successives animées par G.Blasquez, G.Sarrabayrouse, A.M.Gué, et que le titre résume parfaitement. Ainsi après une courte présentation de l’approche utilisée pour susciter, comprendre et identifier les mécanismes de génération du bruit en 1/f dans les dispositifs MOS, un travail de développement de dosimètres à MOS a permis d’assurer une sorte de continuité entre recherche et applications industrielles. Une partie importante de cette synthèse est consacrée à une famille particulière de capteurs, dits ‘à membrane’, en l’occurrence capteurs de mesure de biofilms et de pression. Une sorte de continuité technologique relie les deux sujets traités, et les résultats obtenus en termes de modélisation et de réalisation en font des outils indispensables dans toute approche d’intégration des microsystèmes. La troisième partie est consacrée à des travaux de recherche autour de la microfluidique et de ses applications dans des domaines aussi variés que ceux de la biologie, des télécommunications, de l’analyse de l’eau ou encore de l’intégration verticale de Circuits Intégrés.

Mots-Clés / Keywords
Capteurs; MEMS; Microfluidique; MOST;

138283
16506
07/11/2016

Fast SNP (single-nucleotide polymorphism) discrimination using a fluorescence-based nanofluidic platform

J.CACHEUX, A.BANCAUD, P.CORDELIER, T.LEICHLE

MEMS, MILE, CRCT-INSERM

Manifestation avec acte : Nano Bio Tech ( Nano Bio Tech ) 2016 du 07 novembre au 09 novembre 2016, Montreux (France), Novembre 2016, 2p. , N° 16506

Diffusable

138838
16430
11/10/2016

Pore wall deformation due to sodium chloride crystallization in a microfluidic device

A.NAILLON, S.GEOFFROY, P.JOSEPH, M.PRAT

MILE, LMDC, IMFT

Manifestation avec acte : Journées d'études des Milieux Poreux ( JEMP ) 2016 du 11 octobre au 14 octobre 2016, Anglet (France), Octobre 2016, 2p. , N° 16430

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01394530

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Pore wall deformation due to sodium chloride crystallization in a microfluidic device

138340
16313
10/10/2016

Enrichment, separation and characterization of CAG repeats for Huntington's disease diagnosis

R.MALBEC, P.JOSEPH, T.LEICHLE, E.TROFIMENKO, L.AESCHBACH, V.DION, A.BANCAUD

MILE, MEMS, Univ de Lausanne

Affiche/Poster : International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ( MicroTas ) 2016 du 09 octobre au 13 octobre 2016, Dublin (Irelande), Octobre 2016, 2p. , N° 16313

Diffusion restreinte

137673
16316
10/10/2016

Matrix-free deterministic lateral displacement for DNA separation using electro-hydrodynamic actuation in viscoelastic liquids

S.MEANCE, B.CHAMI, L.BOYER, MC.BLATCHE, A.BANCAUD

MILE, MEMS, I2C

Affiche/Poster : International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ( MicroTas ) 2016 du 09 octobre au 13 octobre 2016, Dublin (Irelande), Octobre 2016, 2p. , N° 16316

Diffusable

137678
16314
10/10/2016

Analysis of DNA replication by optical mapping in nanochannels

J.LACROIX, S.PELOFY, MC.BLATCHE, M.J.PILLAIRE, S.HUET, C.CHAPUIS, J.S.HOFFMAN, A.BANCAUD

MILE, I2C, TOUCAN, Rennes

Rapport LAAS N°16314, DOI 10.1002/smll.201503795, Octobre 2016, 15p.

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01384735

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

DNA replication is essential to maintain genome integrity in S phase of the cell division cycle. Accumulation of stalled replication forks is a major source of genetic instability, and likely constitutes a key driver of tumorigenesis. The mechanisms of regulation of replication fork progression have therefore been extensively investigated, in particular with DNA combing, an optical mapping technique that allows the stretching of single molecules and the mapping of active region for DNA synthesis by fluorescence microscopy. DNA linearization in nanochannels has been successfully used to probe genomic information patterns along single chromosomes, and has been proposed to be a competitive alternative to DNA combing. Yet this conjecture remains to be confirmed experimentally. Here, two complementary techniques are established to detect the genomic distribution of tracks of newly synthesized DNA in human cells by optical mapping in nanochannels. Their respective advantages and limitations are compared, and applied them to detect deregulations of the replication program induced by the antitumor drug hydroxyurea. The developments here thus broaden the field of applications accessible to nanofluidic technologies, and can be used in the future as part for molecular diagnostics in the context of high throughput cancer drug screening.

137674
16429
09/10/2016

Grayscale lithography to fabricate varying-depth nanochannels in a single step

A.NAILLON, H.MASSADI, R.COURSON, P.F.CALMON, L.SEVENO, M.PRAT, P.JOSEPH

MILE, KLOE SA, Montpellier, TEAM, IMFT

Manifestation avec acte : International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ( MicroTas ) 2016 du 09 octobre au 13 octobre 2016, Dublin (Irelande), Octobre 2016, 2p. , N° 16429

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01391501

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

We report a new, fast and versatile method to fabricate nanochannels with non-uniform depth in a single step, in the range 50-500nm. The process is based on maskless laser lithography to structure a photosensitive resist (PR). The lateral dimension can be as small as 2µm. Functional nanofluidic chips with slopes, steps, and pore networks mimicking a nanoporous medium were fabricated and tested.

138338
Les informations recueillies font l’objet d’un traitement informatique destiné à des statistiques d'utilisation du formulaire de recherche dans la base de données des publications scientifiques. Les destinataires des données sont : le service de documentation du LAAS.Conformément à la loi « informatique et libertés » du 6 janvier 1978 modifiée en 2004, vous bénéficiez d’un droit d’accès et de rectification aux informations qui vous concernent, que vous pouvez exercer en vous adressant à
Pour recevoir une copie des documents, contacter doc@laas.fr en mentionnant le n° de rapport LAAS et votre adresse postale. Signalez tout problème de dysfonctionnement à sysadmin@laas.fr. http://www.laas.fr/pulman/pulman-isens/web/app.php/