|
| 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 |
|
Faire une suggestion Affiner la rechercheEtude Comparative et Modélisation des Capteurs à Base de Nitrures III-N / BOUGUENNA Abdellah
Simulation matérielle d'un capteur intelligent. / BOUGUENNA Abdellah
