Fabrication of an on-chip nanowire device with controllable nanogap for manipulation, capturing, and electrical characterization of nanoparticles
Nanoparçacıkların yönlendirilmesi, yakalanması ve karakterizasyonu için yapısında kontrollü nanoboşluk bulunduran çip üzerinde nanotel aygıtı fabrikasyonu
- Tez No: 177220
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: nanotel, nanoparçacık, kendiliğinden dizilim, Nanopartiküller, nanowires, nanoparticles, self-assembly, Nanowire
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nanofabrikasyonda başlıca sorunlardan biri nano yapıların (örneğin, nanoparçacıkların) mikro elemanlar (örneğin, mikroelektrotlar) ile aynı çip üzerinde tümleştirme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Örneğin, koloidal nanoparçacıklara (tipik olarak 1-100 nm boyutlarında) mikroelektrotlar (tipik olarak birkaç mikrometre boyutlarında) ile entegre edilmeleriyle elektriksel kontak sağlamada, boyutta 1:10'dan 1:10,000'e varan nano-mikro entegrasyon için incelikle ele alınması gereken bir boyut uyumsuzluğu vardır. Bu sorun, nanoparçacıkların yeterli derecede hassasiyet ile yönlendirilebilmesini ve diğer yapılara entegre edilmesini gerektirir. Bu tezde, bu soruna kullanışlı bir çözüm getirmek üzere nanoparçacıkların karakterizasyonu için, yapısında kontrollü nanoboşluk bulunduran, çip üzerinde nanotel aygıtı ilk defa önerdik ve gerçekleştirdik. Yenilikçi yaklaşımımız, nanoboyutta aygıt platformu yapımı için, bölmeli nanotellerin dielektoroforetik elektriksel alan kullanımı ile dizilmesine dayanmaktadır. Bu amaçla, altın-gümüş-altın bölmeli nanoteller sentezledik ve bunları mikro boyutta ürettiğimiz elektrot dizinlerine dielektroforetik yöntem ile yerleştirdik. Bunu takiben, kendiliğinden hizzalı iki uç altın bölme arasında nanoboşluk açmak için, seçici olarak ortadaki gümüş bölmeyi kaldırdık. Bir kez daha dielektroforetik yerleştirme kullanarak, karakterize edilmek üzere nanoboşluklarda nanoparçacıklar yakaladık. Yaklaşımımızın önemli faydalarından biri, dizdiğimiz nanotelleri yakalanan nanoparçacıklara kendiliğinden, nano ölçekte problamaya izin vererek elektrik kontak sağlamasıdır. Yenilikçi yaklaşımımız nanoparçacıklardan nanotellere, nanotellerden mikroelektrotlara, ve mikroelektrotlardan makroproblara, boyutta milyonlarca kat mertebesinde bir aralığı kapasayarak tek bir çip üzerinde bütün bir entegreye olanak sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
One of the major challenges in nanofabrication commonly arises from the necessity to integrate nanostructures (e.g., nanoparticles) on the same chip with microcomponents (e.g., microelectrodes) that are orders-of-magnitude larger in size. For example, in order to make electrical contacts to colloidally synthesized nanoparticles (typically 1-100 nm in size) by integrating them with microelectrodes (typically in the few micrometers range on the critical side), a large size mismatch that easily ranges from 1:10 to 1:10,000 is required to be handled delicately for successful nano-to-micro integration. This necessitates the ability to manipulate and integrate nanoparticles with a sufficient level of precision on the microchip. In this thesis, to provide a convenient solution to this challenging problem, we proposed and demonstrated for the first time an on-chip nanowire device that features a controllable nanogap in its architecture for capturing and electrical characterization of nanoparticles in the gap, all fully integrated on the same microchip. Our innovative approach relies on the use of dielectrophoretic electric-field assisted self-assembly of our segmented nanowires to construct a nanoscale device platform. For this purpose, we synthesized gold-silver-gold segmented nanowires and dielectrophoretically aligned them across our microfabricated array of electrodes. Subsequently, we selectively removed the middle silver segment to open a gap in the nanometer size between the self-aligned gold end segments. Using dielectrophoretic assembly once more, we captured nanoparticles in these nanogaps for further electrical characterization. One of the key benefits in our approach was that the aligned nanowires automatically provided electrical contacts to the captured nanoparticles to allow for electrical probing at the nanoscale. Our innovative approach enabled convenient full integration from nanoparticles to nanowires to microelectrodes to macroprobes on a single chip, spanning a size range of more than six orders of magnitude.
Benzer Tezler
- Kalkojen mikro ve nanoyapilar ve uygulamalari
Chalcogenide micro and nanostructures and applications
OZAN AKTAŞ
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAYINDIR
- A new composite resonator architecture based on coupled vertical NW arrays
Kuplajlanmmış dikey nanotel dizileri tabanlı yeni bir kompozit çınlaç mimarisi
YASİN KILINÇ
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Development of an integrated lab-on-a-chip (LOC) platform for multidrug effect analysis
Çoklu ilaç etkisi analizi için entegre bir çip üstü laboratuvar platformunun geliştirilmesi
ALİ CAN ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
- Design and development of on-chip dep based antibiotic permeability device
Çip üzerine dielektroforez dayalı antibiyotik geçirgenlik cihazının tasarımı ve geliştirilmesi
JASPREET KAUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA DOĞAN GÜZEL