Tesis

En el presente trabajo de tesis se llevó a cabo el diseño y desarrollo de sensores térmicos de velocidad de partículas acústicas para su potencial aplicación en geofísica, acústica, y ensayos no destructivos de materiales. Se elaboraron modelos numéricos por el método de elementos finitos (FEM) de dispositivos conformados por filamentos metálicos suspendidos de dimensiones micrométricas. Cuando estos se calientan y una onda acústica los atraviesa se genera un diferencial de temperatura que se traduce en un diferencial de resistencia eléctrica, proporcional a la velocidad del flujo de aire. Se definieron y optimizaron los parámetros geométricos de dos modelos de sensores en base a la literatura previa y el modelo numérico desarrollado. Se estudiaron las respuestas estacionarias y temporales tanto para flujos de aire continuos (DC) como alternos (onda acústica), en función de la frecuencia. Una vez definido el prototipo que maximiza la sensibilidad se procedió a su construcción con técnicas de microfabricación en sala limpia. Se utilizó fotolitografía para transferir el patrón de los sensores sobre obleas de Si <100> con una capa de SiO2 crecido térmicamente. Se depositó una capa de 100-200 nm de metal por técnicas de evaporación térmica y luego se removió el excedente por lift-off para conformar los filamentos metálicos. La liberación de estos para que queden suspendidos se realizó mediante la técnica de ataque en seco (dry etching), Reactive Ion Etching (RIE), aplicada en dos pasos. Se caracterizaron los dispositivos obtenidos a través de Microscopía Electrónica de Barrido y perfilometría de contacto. La resistencia eléctrica de los filamentos fue medida en una Probe Station realizando curvas V vs I y ley de Ohm. Los resultados se compararon con las simulaciones.