Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802
Resumo: Orientador: Leandro Tiago Manera
id UNICAMP-30_ec8389d561b265edab67921eed5cd1b0
oai_identifier_str oai::1165974
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-PoliStudy and electrical characterization of LSMO bolometers noise and proposal for reducing interferences in Poly-Si bolometric detectors arraysBolômetrosManganitasRuídoDetectores infravermelhosInterferência elétricaMatrizes de plano focalBolometerManganitesNoiseInfrared detectorsFocal plane arraysInterference (Electricity)Orientador: Leandro Tiago ManeraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Esta tese trata do estudo e caracterização de ruídos em bolômetros, bem como estuda a origem das interferências em matrizes de bolômetros, também chamadas FPAs (Matriz de Plano Focal), e apresenta uma proposta para mitigar esse efeito indesejável. Bolômetros são detectores de infravermelho com aplicações nas mais diversas áreas tais como medicina, defesa e astronomia. Tanto os ruídos como as interferências reduzem a qualidade do seu sinal, e por conseguinte, reduzem sua confiabilidade. Na parte deste trabalho onde foram empregados dispositivos fabricados em LSMO (manganita de lantânio dopada com estrôncio), foram realizadas medições I-V (corrente-tensão) e de ruídos, com as quais foi possível determinar vários parâmetros das amostras, tais como resistência, resistividade, dR/dT, TCR (Coeficiente de Temperatura da Resistência), condutância térmica, sensitividade e NEP (Potência Equivalente de Ruído). Alguns dos resultados obtidos com as amostras em LSMO foram TCR 5 %.K-¹, NEP 7×10-¹³ W.H-¹/², e tempo de resposta 1,22 ms. Esses resultados estão coerentes com os reportados na literatura. Um resultado interessante é que o ruído de fônons domina o ruído térmico em determinados correntes de polarização entre 310 K e 330 K. Já no contexto das matrizes bolométricas (FPAs) foi proposta uma solução com o uso de diodos em série a cada um dos detectores feitos em silício policristalino (Si-Poli), reduzindo assim a interferência originada dos dispositivos adjacentes. Foram realizadas simulações de circuitos, e construídas placas de circuitos para validação. Na sequência, circuitos integrados (CIs) foram projetados e simulados utilizando a ferramenta CADENCE, fabricados utilizando tecnologia XFAB XC06, e por fim medições para validação foram executadas. Os resultados mostraram que a solução adotada foi capaz de eliminar as interferências, pois os resistores das matrizes bolométricas mantiveram seu valor de projeto (? 100 k) indicando que a solução foi eficiente. A contribuição científica desta tese são detectores e FPAs com sinais de melhor qualidade. Já as contribuições tecnológicas foram a validação de um novo material para aplicações em bolômetros, e tornar a fabricação de FPAs bolométricas mais simples e barata, reduzindo os níveis de metal e tamanho do DIEAbstract: This thesis deals with the study and characterization of bolometers noise, as well as studies the origin of interferences in bolometer arrays, also called FPAs (Focal Plane Array), and presentes a proposal to mitigate this undesirable effect. Bolometers are infrared detectors with applications in diverse areas such as medicine, defense and astronomy. Both noise and interferences reduce the signal quality, and therefore, reduce its reliability. In the part of this work where devices manufactured in LSMO (lanthanum strontium manganite) were used I-V (Current-Tension) and noise measurements were performed, and with that it was possible to determine several parameters of the samples, such as resistance, resistivity, dR/dT, TCR (Temperature Coefficient of Resistance), thermal conductance, sensitivity and NEP (Noise Equivalent Power). Some results obtained with the LSMO samples were TCR 5 %.K-¹, NEP 7×10-¹³ W.H-¹/², and response time 1,22 ms. These results are consistent with those reported in the literature. An interesting result is that the phonon noise dominates the thermal noise in certain polarization currents between 310 K and 330 K. In the context of bolometric arrays (FPAs), a solution was proposed using diodes in series to each detector made in polycrystalline silicon (Poly-Si), thereby reducing the interference originating from adjacent devices. Circuit simulations were performed, and circuit boards were built for validation. In sequence, integrated circuits (ICs) were designed and simulated using the CADENCE design tools, manufactured using XFAB XC06 technology, and finally measurements for validation were performed. The results showed that the adopted solution has been able to eliminate the interferences, since the resistors of the bolometric arrays maintained their design value (? 100 k) indicating that the solution was efficient. The scientific contribution of this thesis are detectors and FPAs with better quality signals. As for the technological contributions were the validation of a new material for bolometer applications, and become the manufacture of bolometric FPAs simpler and cheaper, reducing the metal levels and size of the DIEDoutoradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaDoutor em Engenharia ElétricaCNPQ153630/2012-4CAPES99999.010006/2014-1[s.n.]Manêra, Leandro Tiago, 1977-Bacurau, Rodrigo MoreiraZoccal, Leonardo BreseghelloNelli, Roberto RibeiroDella Lucia, Felipe LorenzoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-20212021-04-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (162 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802SILVA, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da. Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli . 2021. 1 recurso online (162 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1165974Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-09-14T17:20:55Zoai::1165974Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-09-14T17:20:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
Study and electrical characterization of LSMO bolometers noise and proposal for reducing interferences in Poly-Si bolometric detectors arrays
title Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
spellingShingle Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
Silva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-
Bolômetros
Manganitas
Ruído
Detectores infravermelhos
Interferência elétrica
Matrizes de plano focal
Bolometer
Manganites
Noise
Infrared detectors
Focal plane arrays
Interference (Electricity)
title_short Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
title_full Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
title_fullStr Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
title_full_unstemmed Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
title_sort Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli
author Silva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-
author_facet Silva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Manêra, Leandro Tiago, 1977-
Bacurau, Rodrigo Moreira
Zoccal, Leonardo Breseghello
Nelli, Roberto Ribeiro
Della Lucia, Felipe Lorenzo
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da, 1981-
dc.subject.por.fl_str_mv Bolômetros
Manganitas
Ruído
Detectores infravermelhos
Interferência elétrica
Matrizes de plano focal
Bolometer
Manganites
Noise
Infrared detectors
Focal plane arrays
Interference (Electricity)
topic Bolômetros
Manganitas
Ruído
Detectores infravermelhos
Interferência elétrica
Matrizes de plano focal
Bolometer
Manganites
Noise
Infrared detectors
Focal plane arrays
Interference (Electricity)
description Orientador: Leandro Tiago Manera
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
2021-04-30T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802
SILVA, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da. Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli . 2021. 1 recurso online (162 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802
identifier_str_mv SILVA, Mario Eduardo de Barros Gomes e Nunes da. Estudo e caracterização elétrica de ruídos de bolômetros em LSMO e proposta de redução de interferências em matrizes de detectores bolométricos em Si-Poli . 2021. 1 recurso online (162 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641802. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1165974
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (162 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189175154442240

Registros relacionados