Conception et mise en œuvre de spectromètres à résonance paramagnétique électronique en mode impulsionnel et en onde continue intégrés

La résonance paramagnétique électronique (RPE) est une technique spectroscopique puissante qui permet la détection et la caractérisation directe des radicaux contenant des électrons non appariés. Le développement de modalités de détection RPE portables et à faible consommation d'énergie a le potentiel d'élargir considérablement l'utilité de la RPE dans un large éventail de domaines, allant de la science fondamentale aux applications pratiques telles que les diagnostics au point de soins. Les deux principales méthodologies de la RPE sont la RPE en onde continue (CW), où la fréquence ou le champ est balayé avec une excitation constante, et la RPE en impulsions, où de courtes impulsions induisent un signal transitoire. Dans ce travail, nous présentons la première réalisation d'un spectromètre RPE en impulsion entièrement intégré sur puce. Le spectromètre utilise une architecture de conversion directe subharmonique qui permet à un oscillateur sur puce d'être utilisé comme une cellule de détection RPE en mode double, capable de fonctionner en mode CW et en mode impulsions. Un oscillateur de référence sur puce est utilisé pour verrouiller l'injection du capteur afin de former des impulsions et également pour convertir à la baisse le signal RPE en impulsions. Un circuit intégré de spectromètre à titre de preuve de concept avec deux cellules de détection indépendantes est présenté, atteignant une sensibilité en impulsions de 4,6 x 10.