Piezoelectric Ultrasonic Micromotors

This report describes development of micro-fabricated piezoelectric ultrasonic motors and bulk-ceramic piezoelectric ultrasonic motors. Ultrasonic motors offer the advantage of low speed, high torque operation without the need for gears. They can be made compact and lightweight and provide a holding torque in the absence of applied power, due to the traveling wave frictional coupling mechanism between the rotor and the stator. This report covers modeling, simulation, fabrication and testing of ultrasonic motors. Design of experiments methods were also utilized to find optimal motor parameters. A suite of 8 mm diameter x 3 mm tall motors were machined for these studies and maximum stall torques as large as 10^(- 3) Nm, maximum no-load speeds of 1710 rpm and peak power outputs of 27 mW were realized. Aditionally, this report describes the implementation of a microfabricated ultrasonic motor using thin-film lead zirconate titanate. In a joint project with the Pennsylvania State University Materials Research Laboratory and MIT Lincoln Laboratory, 2 mm and 5 mm diameter stator structures were fabricated on 1 micron thick silicon nitride membranes. Small glass lenses placed down on top spun at 100-300 rpm with 4 V excitation at 90 kHz. The large power densities and stall torques of these piezoelectric ultrasonic motors offer tremendous promis for integrated machines: complete intelligent, electro-mechanical autonomous systems mass-produced in a single fabrication process.

Preliminary Characterisation of Low-Temperature Bonded Copper Interconnects for 3-D Integrated Circuits

Three dimensional (3-D) integrated circuits can be fabricated by bonding previously processed device layers using metal-metal bonds that also serve as layer-to-layer interconnects. Bonded copper interconnects test structures were created by thermocompression bonding and the bond toughness was measured using the four-point test. The effects of bonding temperature, physical bonding and failure mechanisms were investigated. The surface effects on copper surface due to pre-bond clean (with glacial acetic acid) were also looked into. A maximum average bond toughness of approximately 35 J/m² was obtained bonding temperature 300 C.

Two-dimensional Photonic Crystals Fabricated by Nanoimprint Lithography

We report on the process parameters of nanoimprint lithography (NIL) for the fabrication of two-dimensional (2-D) photonic crystals. The nickel mould with 2-D photonic crystal patterns covering the area up to 20mm² is produced by electron-beam lithography (EBL) and electroplating. Periodic pillars as high as 200nm to 250nm are produced on the mould with the diameters ranging from 180nm to 400nm. The mould is employed for nanoimprinting on the poly-methyl-methacrylate (PMMA) layer spin-coated on the silicon substrate. Periodic air holes are formed in PMMA above its glass-transition temperature and the patterns on the mould are well transferred. This nanometer-size structure provided by NIL is subjective to further pattern transfer.

Design and Development of 3-DOF Modular Micro Parallel Kinematic Manipulator

This paper presents the research and development of a 3-legged micro Parallel Kinematic Manipulator (PKM) for positioning in micro-machining and assembly operations. The structural characteristics associated with parallel manipulators are evaluated and the PKMs with translational and rotational movements are identified. Based on these identifications, a hybrid 3-UPU (Universal Joint-Prismatic Joint-Universal Joint) parallel manipulator is designed and fabricated. The principles of the operation and modeling of this micro PKM is largely similar to a normal size Stewart Platform (SP). A modular design methodology is introduced for the construction of this micro PKM. Calibration results of this hybrid 3-UPU PKM are discussed in this paper.

Investigation of aspect ratio of hole drilling from micro to nanoscale via focused ion beam fine milling

Holes with different sizes from microscale to nanoscale were directly fabricated by focused ion beam (FIB) milling in this paper. Maximum aspect ratio of the fabricated holes can be 5:1 for the hole with large size with pure FIB milling, 10:1 for gas assistant etching, and 1:1 for the hole with size below 100 nm. A phenomenon of volume swell at the boundary of the hole was observed. The reason maybe due to the dose dependence of the effective sputter yield in low intensity Gaussian beam tail regions and redeposition. Different materials were used to investigate variation of the aspect ratio. The results show that for some special material, such as Ni-Be, the corresponding aspect ratio can reach 13.8:1 with Cl₂ assistant etching, but only 0.09:1 for Si(100) with single scan of the FIB.

Process Variability in Micro-Embossing

A promising technique for the large-scale manufacture of micro-fluidic devices and photonic devices is hot embossing of polymers such as PMMA. Micro-embossing is a deformation process where the workpiece material is heated to permit easier material flow and then forced over a planar patterned tool. While there has been considerable, attention paid to process feasibility very little effort has been put into production issues such as process capability and eventual process control. In this paper, we present initial studies aimed at identifying the origins and magnitude of variability for embossing features at the micron scale in PMMA. Test parts with features ranging from 3.5- 630 µm wide and 0.9 µm deep were formed. Measurements at this scale proved very difficult, and only atomic force microscopy was able to provide resolution sufficient to identify process variations. It was found that standard deviations of widths at the 3-4 µm scale were on the order of 0.5 µm leading to a coefficient of variation as high as 13%. Clearly, the transition from test to manufacturing for this process will require understanding the causes of this variation and devising control methods to minimize its magnitude over all types of parts.

On the Fabrication of Microparticles Using Electrohydrodynamic Atomization Method

A new approach for the control of the size of particles fabricated using the Electrohydrodynamic Atomization (EHDA) method is being developed. In short, the EHDA process produces solution droplets in a controlled manner, and as the solvent evaporates from the surface of the droplets, polymeric particles are formed. By varying the voltage applied, the size of the droplets can be changed, and consequently, the size of the particles can also be controlled. By using both a nozzle electrode and a ring electrode placed axisymmetrically and slightly above the nozzle electrode, we are able to produce a Single Taylor Cone Single Jet for a wide range of voltages, contrary to just using a single nozzle electrode where the range of permissible voltage for the creation of the Single Taylor Cone Single Jet is usually very small. Phase Doppler Particle Analyzer (PDPA) test results have shown that the droplet size increases with increasing voltage applied. This trend is predicted by the electrohydrodynamic theory of the Single Taylor Cone Single Jet based on a perfect dielectric fluid model. Particles fabricated using different voltages do not show much change in the particles size, and this may be attributed to the solvent evaporation process. Nevertheless, these preliminary results do show that this method has the potential of providing us with a way of fine controlling the particles size using relatively simple method with trends predictable by existing theories.

The Inertio-Elastic Planar Entry Flow of Low-Viscosity Elastic Fluids in Micro-fabricated Geometries

The non-Newtonian flow of dilute aqueous polyethylene oxide (PEO) solutions through microfabricated planar abrupt contraction-expansions is investigated. The contraction geometries are fabricated from a high-resolution chrome mask and cross-linked PDMS gels using the tools of soft-lithography. The small length scales and high deformation rates in the contraction throat lead to significant extensional flow effects even with dilute polymer solutions having time constants on the order of milliseconds. The dimensionless extra pressure drop across the contraction increases by more than 200% and is accompanied by significant upstream vortex growth. Streak photography and videomicroscopy using epifluorescent particles shows that the flow ultimately becomes unstable and three-dimensional. The moderate Reynolds numbers (0.03 ≤ Re ≤ 44) associated with these high Deborah number (0 ≤ De ≤ 600) microfluidic flows results in the exploration of new regions of the Re-De parameter space in which the effects of both elasticity and inertia can be observed. Understanding such interactions will be increasingly important in microfluidic applications involving complex fluids and can best be interpreted in terms of the elasticity number, El = De/Re, which is independent of the flow kinematics and depends only on the fluid rheology and the characteristic size of the device.

El micro: un deporte de todos y para todos

Según estudios realizados por la Federación Colombiana de Fútbol de Salón, en Colombia existen al menos 1.2 millones de jugadores de este deporte, de los cuales una cuarta parte (300.000, aproximadamente) se encuentra en Bogotá. Tan sólo en la capital del país se juegan en un fin de semana más de 2.000 partidos oficiales y su liga es una de las más competitivas a nivel nacional. A continuación presento tres crónicas que retratarán de cerca la popularidad del microfútbol en la ciudad de Bogotá. Son más de 50 años de un deporte que llegó al país gracias al doctor Jaime Arroyave Rendón pero que en cuarenta minutos se reinventa en los pies de los ‘micreros’ bogotanos.

Intro to Matlab for Oceanography: Micro-lectures

This is a collection of 12 micro-lectures, to be used by students in advance of practical sessions. Durations range for 3 min to 10 min. Topics include: ****** 1. Introduction ****** 2. Data classes ****** 3. Matrices ****** 4. Getting help ****** 5. Index notation ****** 6. 1- and 2-dimensional data ****** 7. 3-dimensional data ****** 8. Booleans (True/False) ****** 9. Designing a programme (Algorithms) ****** 10. Flow control: If-then statements ****** 11. Flow control: For-do loops ****** 12. Making nicer figures ******

De lo micro a lo macro prudencial: Un análisis de la supervisión bancaria desde la econometría espacial

La crisis que se desató en el mercado hipotecario en Estados Unidos en 2008 y que logró propagarse a lo largo de todo sistema financiero, dejó en evidencia el nivel de interconexión que actualmente existe entre las entidades del sector y sus relaciones con el sector productivo, dejando en evidencia la necesidad de identificar y caracterizar el riesgo sistémico inherente al sistema, para que de esta forma las entidades reguladoras busquen una estabilidad tanto individual, como del sistema en general. El presente documento muestra, a través de un modelo que combina el poder informativo de las redes y su adecuación a un modelo espacial auto regresivo (tipo panel), la importancia de incorporar al enfoque micro-prudencial (propuesto en Basilea II), una variable que capture el efecto de estar conectado con otras entidades, realizando así un análisis macro-prudencial (propuesto en Basilea III).

El liderazgo empresarial para la innovación tecnológica en las micro, pequeñas y medianas empresas.

Este ensayo presenta un panorama acerca de las teorías más relevantes alrededor del “liderazgo”, para obtener los elementos básicos que podrían facilitar el desarrollo de las micro, pequeñas y medianas empresas mexicanas. Se revisaron diferentes teorías incluyendo algunas de tipo psicológ ico, base del liderazgo empresarial. Las concepciones sobre el liderazgo efectivo difieren de escritor a escritor. Los atributos asociados con éste mencionados con mayor frecuencia fueron: capacidad de correr riesgos, flexibilidad, confianza en sí mismo, habilidades interpersonales, competencia para ejecutar tareas, inteligencia, firmeza para tomar decisiones, comprensión de los seguidores, buena comunicación y valor o coraje. 

Uso de la matriz extracelular como material para ingeniería de tejidos

Introducción: La evaluación de injertos vasculares de submucosa de intestino delgado para la regeneración de vasos sanguíneos ha producido una permeabilidad variable (0-100%) que ha sido concurrente con la variabilidad en las técnicas de fabricación. Metodología: Investigamos los efectos de fabricación en permeabilidad y regeneración en un diseño experimental de 22factorial que combino: 1) preservación (P) o remoción (R) de la capa estratum compactum del intestino, y 2) deshidratada (D) o hidratada (H), dentro de cuatro grupos de estudio (PD, RD, PH, RH). Los injertos fueron implantados en las Arterias Carótidas de porcinos (ID 4.5mm, N=4, 7d). Permeabilidad, trombogenicidad, reacción inflamatoria, vascularización, infiltración de fibroblastos, perfil de polarización de macrófagos y fuerza tensil biaxial fueron evaluadas. Resultados: Todos los injertos PD permanecieron permeables (4/4), pero tuvieron escasa vascularización e infiltración de fibroblastos. El grupo RD permaneció permeable (4/4), presentó una extensa vascularización e infiltración de fibroblastos, y el mayor número del fenotipo de macrófagos (M2) asociado a regeneración. El grupo RH presentó menor permeabilidad (3/4), una extensa vascularización e infiltración de fibroblastos, y un perfil dominante de M2. El grupo PH presentó el menor grado de permeabilidad, y a pesar de mayor infiltración celular que PD, exhibió un fenotipo de macrófagos dominante adverso. La elasticidad de los injertos R evolucionó de una manera similar a las Carótidas nativas (particularmente RD, mientras que los injertos P mantuvieron su rigidez inicial. Discusión: Concluimos que los parámetros de fabricación afectan drásticamente los resultados, siendo los injertos RD los que arrojaron mejores resultados.

Productividad, innovación y uso de tecnologías de información y las comunicaciones (tic) como factores de desarrollo de la micro, pequeña y mediana empresa (mipyme) en Bogotá.

Las TIC han impactado en el funcionamiento de las organizaciones y han aportado a su proceso evolutivo, generando diversos efectos de acuerdo a la función que estas cumplen dentro de la organización. Las TIC como consecuencia se convierten en una estrategia de gestión en un entorno complejo donde permiten alcanzar mejoras en la organización social, la actividad económica, el bienestar y el acceso a la información y el conocimiento. (Cáceres Carrasco & Aceytuno Pérez, 2008)Con el fin de entender los beneficios de las TIC, se deben brindar a los directores herramientas que permitan formular modelos de negocios efectivos de cara a los mercados y enfocadas a la satisfacción de los clientes. Adicionalmente, para las organizaciones el añadir valor, no sólo hace referencia al servicio que están prestando; hay otros factores diferentes al uso de herramientas TIC y la innovación que también son igual de importantes como: los procesos de apoyo, de gestión que se encuentran de fondo y que hacen posible brindar un servicio al mercado, en estos procesos se encuentran aplicaciones de procedimientos amigables y fáciles de articular, temas como la responsabilidad empresarial, relación y comunicación con competidores dentro del mismo sector, es justamente en las relaciones con los clientes, que las TIC y el uso de Internet puede tener incidencia en los modelos de negocios a través de actividades como el comercio electrónico, el mercadeo electrónico, el mercadeo en línea entre otros. Existen investigaciones acerca de estos temas: innovación, TI, pero no se han establecido relaciones entre ellos, debido a su novedad. Diferentes experiencias laborales de los investigadores en el uso de las TIC como herramienta en la organización de información permiten que surja la idea de llevar a cabo este proyecto abarcando la realidad bogotana de las MiPyme. La presente investigación con un enfoque cualitativo hace una revisión bibliográfica, y bajo la mirada teórica se analiza la relación que tienen los factores de desarrollo que se evidenciaron como son la innovación y el uso de herramientas TIC, como variables dependientes de la productividad de las MiPyme en Bogotá, Colombia, involucrando temas que se relacionan con distintos campos como la tecnología, políticas gubernamentales, y economía.

Poverty impacts of increased openness and fiscal policies in a dollarized economy: a CGE-micro approach for Ecuador

We quantify the effects on poverty and income distribution in Ecuador of bilateral trade liberalization with the US and a budget-neutral value added tax increase which seeks to compensate tariff revenue losses. We stress the study of fiscal policies that the government could tap in order to compensate for tariff revenue loss. This is a very important issue for Ecuador because this country adopted the US dollar as its currency in 2000, forgiving the use of important policy instruments. To study these issues we combine a reduced-form micro household income and occupational choice model (using 2005/6 data from the Ecuadorian LSMS) with a standard single-country computable general equilibrium model (employing a 2004 SAM). We follow a sequential approach that simulates the full distributional impact of trade and tax policies. We find that the impact of these policy changes on extreme poverty and income distribution is small but positive.