Développement d’un microsystème microfluidique pour la détection des biomarqueurs / FEDDAG Abdelhadi 

Public ISBD Titre : Développement d’un microsystème microfluidique pour la détection des biomarqueurs Type de document : texte imprimé Auteurs : FEDDAG Abdelhadi, Auteur Année de publication : 2023/2024 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Microfluidiques  Bio-MEMS  Biomarqueurs  Microbobine  COMSOL Multiphysics. Résumé : Les systèmes microfluidiques “Bio-MEMS” sont spécialement conçus pour détecter ou marquer et séparer les cellules vivantes, à partir d’utilisation des billes magnétiques fonctionnalisées avec de récepteurs conçus pour se lier aux cellules-cibles, contrôlées par l'application d'une force magnétique suffisamment puissante grâce à une stimulation magnétique provenant de micro-bobines. Le projet de doctorat se concentre sur le développement d'un système microfluidique, en se basant sur l'amélioration des micro-bobines spirales carrées en étudiant la modélisation du champ magnétique et de la force magnétique générée par elles, à partir d’utilisant le logiciel COMSOL Multiphysics. Le champ magnétique et la force magnétique augmentent avec le nombre de spires de la bobine (N) et la réduction de la taille du plot central (d), en plus la diminution de la section de spire (S=5µmx5µm) et la diminution de la distance inter-spire (a=5µm). Parallèlement pour éviter d'augmenter le courant électrique, ce qui élève la température des bobines et affecte négativement le système microfluidique et les cellules, des bobines ont été développées en intégrant un noyau sous forme cubique en nickel-fer (NiFe) permettant de multiplier la valeur du champ magnétique et la force magnétique par 1.44 et par 3.42 fois sur l'axe X et Z, respectivement, à une hauteur de 30µm de la bobine, permettant ainsi la séparation efficace des cellules-cibles en système microfluidique. Directeur de thèse : MEKKAKIA-MAAZA Nasr-Eddine Développement d’un microsystème microfluidique pour la détection des biomarqueurs [texte imprimé] / FEDDAG Abdelhadi, Auteur . - 2023/2024 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Microfluidiques  Bio-MEMS  Biomarqueurs  Microbobine  COMSOL Multiphysics. Résumé : Les systèmes microfluidiques “Bio-MEMS” sont spécialement conçus pour détecter ou marquer et séparer les cellules vivantes, à partir d’utilisation des billes magnétiques fonctionnalisées avec de récepteurs conçus pour se lier aux cellules-cibles, contrôlées par l'application d'une force magnétique suffisamment puissante grâce à une stimulation magnétique provenant de micro-bobines. Le projet de doctorat se concentre sur le développement d'un système microfluidique, en se basant sur l'amélioration des micro-bobines spirales carrées en étudiant la modélisation du champ magnétique et de la force magnétique générée par elles, à partir d’utilisant le logiciel COMSOL Multiphysics. Le champ magnétique et la force magnétique augmentent avec le nombre de spires de la bobine (N) et la réduction de la taille du plot central (d), en plus la diminution de la section de spire (S=5µmx5µm) et la diminution de la distance inter-spire (a=5µm). Parallèlement pour éviter d'augmenter le courant électrique, ce qui élève la température des bobines et affecte négativement le système microfluidique et les cellules, des bobines ont été développées en intégrant un noyau sous forme cubique en nickel-fer (NiFe) permettant de multiplier la valeur du champ magnétique et la force magnétique par 1.44 et par 3.42 fois sur l'axe X et Z, respectivement, à une hauteur de 30µm de la bobine, permettant ainsi la séparation efficace des cellules-cibles en système microfluidique. Directeur de thèse : MEKKAKIA-MAAZA Nasr-Eddine

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9200	02-09-649	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical / LAKHDARI Abdelghani 

Public ISBD Titre : Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical Type de document : document électronique Auteurs : LAKHDARI Abdelghani, Auteur Année de publication : 2019-2020 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Dispositifs implantable, transfert d’énergie sans fil, lien inductif résonant, bobines carrée, l’efficacité de transfert d’énergie. Implantable devices, wireless power transfer, resonant inductive link, square coils, power transfer efficiency Résumé : Les dispositifs électroniques implantables biomédicaux ont besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Une batterie intégrée au dispositif implantable assure l’alimentation en énergie électrique. Sa durée de vie moyenne est plus de 10 ans. Dans le but d’éviter le recours à la chirurgie pour remplacer cette batterie, de nouvelles techniques de transfert d’énergie sans fil ont été développée pour recharger la batterie. Parmi ces différentes méthodes de transfert d’énergie sans fil, le couplage inductif est la méthode la plus couramment utilisée pour l’alimentation à distance de tels dispositifs. L'efficacité de transfert d’énergie, la distance entre les bobines et la taille des bobines sont les caractéristiques les plus importantes à prendre en compte lors de la conception du lien inductifs destinés à transférer de l'énergie à des dispositifs biomédicaux implantable. Ce travail de thèse propose l’étude et le développement d’un système de transfert d’énergies sans fil par un lien inductif résonant approprié au domaine biomédical. Nous avons décrit la conception d'un lien de couplage inductif résonant pour alimenter de petits dispositifs bio-implantés. Tenant compte des caractéristiques électriques du lien inductif. Nous présentons la conception réduite et l’optimisation des bobines spirale obtenus selon un dispositif implantable de petite taille avec une fréquence de fonctionnement de 13,56 MHz. Cette fréquence offre notamment un bon compromis entre la compatibilité avec le milieu biologique et la portée de transmission. Le modèle de liaison de couplage basé sur la conception des bobines spirale carrée est développé à l'aide de l'analyse théorique et de l'optimisation géométrique d’une liaison inductif. Les résultats obtenus dans ce travail ont montré de meilleures performances telles que la distance inter-bobines, l’efficacité élevé du transfert d’énergie et une géométrique réduite. Les résultats sont comparés avec d’autre travaux de recherches et s’avèrent en bonne concordance. Biomedical implantable electronic devices require electrical power to function. A battery integrated in the implantable device ensures the supply of electrical energy. Its lifespan is up to 10 years. In order to avoid the need for surgery to replace this battery, new wireless power transfer technique has been developed to recharge the battery. Among these different methods of wireless power transfer, the inductive coupling is the most common method used for remote power such devices. power transfer efficiency, the distance between coils, and the coil size are the most important features to consider when designing inductive links to transfer energy to implanted biomedical devices. This thesis proposes the study and development of a wireless power transfer system by resonant inductive link appropriate to the biomedical field. We have described the design of an inductive resonance coupling link using to power small bio-implanted devices. Taking into account the electrical characteristics of link. We present the reduced design and optimization of small spiral coils obtained according to implantable device with an operating frequency of 13.56 MHz. This frequency offers a good compromise between the compatibility with the biological environment and the transmission range. The coupling model based on the design of square spiral coils is developed using theoretical analysis and optimization geometry of an inductive link. The results obtained in this work have shown better performance such as distance inter-coils, the efficiency high energy transfer and reduced geometry. The results are compared with other research and prove to be in good agreement. Directeur de thèse : MEKKAKIA MAAZA Nasr-Eddine Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical [document électronique] / LAKHDARI Abdelghani, Auteur . - 2019-2020 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Dispositifs implantable, transfert d’énergie sans fil, lien inductif résonant, bobines carrée, l’efficacité de transfert d’énergie. Implantable devices, wireless power transfer, resonant inductive link, square coils, power transfer efficiency Résumé : Les dispositifs électroniques implantables biomédicaux ont besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Une batterie intégrée au dispositif implantable assure l’alimentation en énergie électrique. Sa durée de vie moyenne est plus de 10 ans. Dans le but d’éviter le recours à la chirurgie pour remplacer cette batterie, de nouvelles techniques de transfert d’énergie sans fil ont été développée pour recharger la batterie. Parmi ces différentes méthodes de transfert d’énergie sans fil, le couplage inductif est la méthode la plus couramment utilisée pour l’alimentation à distance de tels dispositifs. L'efficacité de transfert d’énergie, la distance entre les bobines et la taille des bobines sont les caractéristiques les plus importantes à prendre en compte lors de la conception du lien inductifs destinés à transférer de l'énergie à des dispositifs biomédicaux implantable. Ce travail de thèse propose l’étude et le développement d’un système de transfert d’énergies sans fil par un lien inductif résonant approprié au domaine biomédical. Nous avons décrit la conception d'un lien de couplage inductif résonant pour alimenter de petits dispositifs bio-implantés. Tenant compte des caractéristiques électriques du lien inductif. Nous présentons la conception réduite et l’optimisation des bobines spirale obtenus selon un dispositif implantable de petite taille avec une fréquence de fonctionnement de 13,56 MHz. Cette fréquence offre notamment un bon compromis entre la compatibilité avec le milieu biologique et la portée de transmission. Le modèle de liaison de couplage basé sur la conception des bobines spirale carrée est développé à l'aide de l'analyse théorique et de l'optimisation géométrique d’une liaison inductif. Les résultats obtenus dans ce travail ont montré de meilleures performances telles que la distance inter-bobines, l’efficacité élevé du transfert d’énergie et une géométrique réduite. Les résultats sont comparés avec d’autre travaux de recherches et s’avèrent en bonne concordance. Biomedical implantable electronic devices require electrical power to function. A battery integrated in the implantable device ensures the supply of electrical energy. Its lifespan is up to 10 years. In order to avoid the need for surgery to replace this battery, new wireless power transfer technique has been developed to recharge the battery. Among these different methods of wireless power transfer, the inductive coupling is the most common method used for remote power such devices. power transfer efficiency, the distance between coils, and the coil size are the most important features to consider when designing inductive links to transfer energy to implanted biomedical devices. This thesis proposes the study and development of a wireless power transfer system by resonant inductive link appropriate to the biomedical field. We have described the design of an inductive resonance coupling link using to power small bio-implanted devices. Taking into account the electrical characteristics of link. We present the reduced design and optimization of small spiral coils obtained according to implantable device with an operating frequency of 13.56 MHz. This frequency offers a good compromise between the compatibility with the biological environment and the transmission range. The coupling model based on the design of square spiral coils is developed using theoretical analysis and optimization geometry of an inductive link. The results obtained in this work have shown better performance such as distance inter-coils, the efficiency high energy transfer and reduced geometry. The results are compared with other research and prove to be in good agreement. Directeur de thèse : MEKKAKIA MAAZA Nasr-Eddine

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1722	02-09-591	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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Etude Comparative et Modélisation des Capteurs à Base de Nitrures III-N / BOUGUENNA Abdellah 

Public ISBD Titre : Etude Comparative et Modélisation des Capteurs à Base de Nitrures III-N Type de document : texte imprimé Auteurs : BOUGUENNA Abdellah, Auteur Année de publication : 2023-2024 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : biocapteurs, HEMTs, MOS-HEMTs, hétérostructure, AlxGa1-xN/GaN, permittivité, proteins, Atlas-TCAD. biosensors, HEMTs, MOS-HEMTs, hétérostructure, AlxGa1-xN/GaN, permittivity, proteins, Atlas-TCAD. Résumé : Dans ce travail, des biocapteurs transistors HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN ont été présentés pour la détection rapide des protéines spécifiques telles que sèche, albumine, caséine et zéine, chacun étant lié à la valeur de permittivité qui affecte les performances électriques des biocapteurs qui peuvent être utilisés comme une métrique de détection pour détecter différentes protéines. Les résultats de la simulation ont été obtenus avec l'outil de simulation de dispositif de conception assistée par ordinateur (Atlas-TCAD) de la technologie Atlas et l'analyse des paramètres de performance des biocapteurs pour détecter les protéines a été effectuée via le courant de drain, la transconductance, la conductance de sortie, la capacité grille-drain et la sensibilité. Les biocapteurs MOS-HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN ont été optimisés pour améliorer la sensibilité des biocapteurs. La sensibilité maximale obtenue est de 82,5% pour la détection de la protéine zéine par rapport aux autres protéines tels que caséine, albumine, et sèche qui sont respectivement de (65,11%, 55,81% et 52,32%). Dans la deuxième partie, une étude comparative complète et une modélisation analytique des performances électriques des biocapteurs HEMTs et MOS-HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN sont réalisées. Les biocapteurs HEMTs ont montré une bonne détection de 1,8 à une permittivité biomoléculaire de 2,5 qui peut être utilisée efficacement pour des applications de biodétection. Nous avons étudié aussi les effets de l’influence des paramètres géométriques et physiques tels que la largeur et la longueur de la grille, les épaisseurs des couches barrière et matériau oxyde SiO2 des transistors, ainsi également les différents types du matériau oxyde de la grille des transistors tels que HfO2, Al2O3 and SiO2 sur les caractéristiques électriques des biocapteurs MOS-HEMTs In this work, AlxGa1-xN/GaN MOS-HEMTs based biosensors has been presented for rapid detection of specific proteins such as dry, albumin, casein and zein, each one has related it by the value of permittivity that effects the electrical performance of biosensors which can be used as a sensing metric to detect different proteins. The simulation results have been obtained with atlas-technology computer aided design (Atlas-TCAD) device simulation tool and the sensor performance parameters analysis to detect proteins was performed through drain current, transconductance, output conductance, gate-todrain capacitance, and sensitivity. AlxGa1-xN/GaN MOS-HEMTs based biosensors have been optimized, to improve the biosensor sensitivity. The maximum sensitivity obtained is 82.5% for zein protein detection compared to other proteins which are 65.11 % for casein, 55.81 % for albumin and 52.32 % for dry. In second part, a comprehensive comparative study and analytical modeling of electrical performance of AlxGa1-xN/GaN HEMTs and MOS-HEMTs biosensors is made. Besides, AlxGa1-xN/GaN HEMTs based biosensors have shown good sensing of 1.8 at biomolecular permittivity of 2.5 which can be used for biosensing applications efficiently. We also studied the influence of technological parameters (the gate width, the gate length and AlxGa1-xN barrier layer thickness) and thickness oxide layer and different oxide types such as HfO2, Al2O3 and SiO2 on the output characteristics and sensitivity of the MOS-HEMTs biosensors. Directeur de thèse : BOUDGHENE STAMBOULI Amine Etude Comparative et Modélisation des Capteurs à Base de Nitrures III-N [texte imprimé] / BOUGUENNA Abdellah, Auteur . - 2023-2024 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : biocapteurs, HEMTs, MOS-HEMTs, hétérostructure, AlxGa1-xN/GaN, permittivité, proteins, Atlas-TCAD. biosensors, HEMTs, MOS-HEMTs, hétérostructure, AlxGa1-xN/GaN, permittivity, proteins, Atlas-TCAD. Résumé : Dans ce travail, des biocapteurs transistors HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN ont été présentés pour la détection rapide des protéines spécifiques telles que sèche, albumine, caséine et zéine, chacun étant lié à la valeur de permittivité qui affecte les performances électriques des biocapteurs qui peuvent être utilisés comme une métrique de détection pour détecter différentes protéines. Les résultats de la simulation ont été obtenus avec l'outil de simulation de dispositif de conception assistée par ordinateur (Atlas-TCAD) de la technologie Atlas et l'analyse des paramètres de performance des biocapteurs pour détecter les protéines a été effectuée via le courant de drain, la transconductance, la conductance de sortie, la capacité grille-drain et la sensibilité. Les biocapteurs MOS-HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN ont été optimisés pour améliorer la sensibilité des biocapteurs. La sensibilité maximale obtenue est de 82,5% pour la détection de la protéine zéine par rapport aux autres protéines tels que caséine, albumine, et sèche qui sont respectivement de (65,11%, 55,81% et 52,32%). Dans la deuxième partie, une étude comparative complète et une modélisation analytique des performances électriques des biocapteurs HEMTs et MOS-HEMTs à base de l'hétérostructure AlxGa1-xN/GaN sont réalisées. Les biocapteurs HEMTs ont montré une bonne détection de 1,8 à une permittivité biomoléculaire de 2,5 qui peut être utilisée efficacement pour des applications de biodétection. Nous avons étudié aussi les effets de l’influence des paramètres géométriques et physiques tels que la largeur et la longueur de la grille, les épaisseurs des couches barrière et matériau oxyde SiO2 des transistors, ainsi également les différents types du matériau oxyde de la grille des transistors tels que HfO2, Al2O3 and SiO2 sur les caractéristiques électriques des biocapteurs MOS-HEMTs In this work, AlxGa1-xN/GaN MOS-HEMTs based biosensors has been presented for rapid detection of specific proteins such as dry, albumin, casein and zein, each one has related it by the value of permittivity that effects the electrical performance of biosensors which can be used as a sensing metric to detect different proteins. The simulation results have been obtained with atlas-technology computer aided design (Atlas-TCAD) device simulation tool and the sensor performance parameters analysis to detect proteins was performed through drain current, transconductance, output conductance, gate-todrain capacitance, and sensitivity. AlxGa1-xN/GaN MOS-HEMTs based biosensors have been optimized, to improve the biosensor sensitivity. The maximum sensitivity obtained is 82.5% for zein protein detection compared to other proteins which are 65.11 % for casein, 55.81 % for albumin and 52.32 % for dry. In second part, a comprehensive comparative study and analytical modeling of electrical performance of AlxGa1-xN/GaN HEMTs and MOS-HEMTs biosensors is made. Besides, AlxGa1-xN/GaN HEMTs based biosensors have shown good sensing of 1.8 at biomolecular permittivity of 2.5 which can be used for biosensing applications efficiently. We also studied the influence of technological parameters (the gate width, the gate length and AlxGa1-xN barrier layer thickness) and thickness oxide layer and different oxide types such as HfO2, Al2O3 and SiO2 on the output characteristics and sensitivity of the MOS-HEMTs biosensors. Directeur de thèse : BOUDGHENE STAMBOULI Amine

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9091	02-09-641	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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