Design and implementation of a MEMS based gravimetric detector for cytometry applications
Sitometri uygulamaları için MEMS tabanlı gravimetrik duyarga tasarımı ve uygulanması
- Tez No: 268852
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Bu tez, MEMS teknolojisine dayanan ve sitometri uygulamalarında kullanılabilcek bir ataletsel rezonatörün tasarım ve uygulamasını anlatmaktadır. Çalışmada temel olarak, sıvı içinde analiz yapabilecek bir sistemin oluşturulması ve oluşturulan bu sistemin herhangi bir ekipmana veya ön analize ihtiyaç duymadan çalışabilmesi olmak üzere iki amaç hedeflenmiştir.Mikro kanallar içinde, akış esnasında analiz yapabilecek, MEMS teknolojisine dayalı özgün bir rezonatör önerilmiştir. Mikro kanallar içinde yüksek çözünürlükte kütle analizi yapılabilmesi için yapıların kanal tabanında yanal hareketler yapması planlanmıştır. Yanal hareketli rezonatörlerin kullanılma amacı, rezonatörlerin hareketi esnasında oluşan sıkıştırma-sönümleme kuvvetlerinin azaltılmak istenmesidir. Yanal harekete ek olarak hidrofobik parylene kaplama yapılması ve bu sayedede sıkıştırma-sönümeleme kuvvetlerinin daha da azaltılması hedeflenmiştir.Ataletsel reznatörlerin teori ve tasarımlarından bahsedilip, üretim için SOI, SOG ve polimer üretim tekniklerini kullanarak oluşturulmuş olan üretim şeması verilmiştir. Üretim esnasında karşılaşılan problemler başarıyla aşılmış ve son üretim şeması sunulmuştur. Üretilen yapılar 1.5 x 0.5 cm2 bir alana oturuyor olup, bu alanın çoğunu akışkan bağlantı rezervuarları oluşturmaktadır. Kütle hassasiyetlerine ve yapı muvafakatlarına gore toplamda on çeşit yapı tasarlanmıştır. Tasarım yapılırken; salınım frekansı, çıkış akımı, ve yapı muvafakatı arasındaki etkileşimler arayüz devresinin çalışma parametreleri de göz önüne alınarak başarıyla analiz edilmiştir.Test sonuçları, 3 µm çapında ve 14.127 pg ağırlığında tek bir lateks boncuğun yapı üzerinde başarıyla algılandığını göstermiştir ve kütle hassasiyeti bu yapı için 5.91 fg/Hz olarak ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
This thesis reports design and implementation of a MEMS based gravimetric resonator for cytometry applications. There are mainly two objectives of this thesis; to enable in-flow analysis and to perform closed loop operation that does not require any additional processing or equipment.A novel MEMS based resonator with in-flow capabilities is proposed for detection of agents inside micro channels. High resolution of mass detection inside micro channels is planned to be succeeded with lateral motion in the micro channel floor. The idea embedding lateral resonators emerges from decreasing squeeze film damping during the motion of the resonator. Lateral motion is supported by hydrophobic parylene coating to decrease the damping.Theory and design of the gravimetric resonators are explained and the fabrication flow is constructed and performed successfully by combining SOI, SOG and polymer micro fabrication techniques. Problems during the fabrication are overcome and optimized flow is presented. The devices have a foot print area of 1.5 x 0.5 cm2 which is mainly composed of reservoirs for fluidic connections. Ten types of devices are designed according to their mass sensitivities and compliances. Trade offs between frequency, injected current, and compliance are analyzed successfully by taking also the performance parameters of the interface electronics in to account.Test results reveal that single latex bead with 3 µm diameter and 14.127 pg mass can be sensed successfully and mass sensitivity is measured to be 5.91 fg/Hz for this type of device.
Benzer Tezler
- Design and implementation of a MEMS based spiral channel dielectrophoretic separator for cytometry applications
Sitometri uygulamaları için MEMS tabanlı spiral kanal diyelektroforetik ayrıştırıcı tasarımı ve uygulanması
GÜRKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Development of a resonant mass sensor for MEMS based cell detection applications
MEMS tabanlı hücre algılama uygulamaları için rezonant kütle sensörü geliştirilmesi
DENİZ EROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Design, fabrication and implementation of a vibration based MEMS energy scavenger for wireless microsystems
Kablosuz sistemlere yönelik titreşim tabanlı bir mikro enerji üretecenin tasarımı, üretemi ve uygulanması
İBRAHİM SARI
Doktora
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA BALKAN
YRD. DOÇ. HALUK KÜLAH
- Design and implementation of low power interface electronics for vibration-based electromagnetic energy harvesters
Titreşime dayalı elektromanyetik enerji üreteçleri için düşük güçlü arayüz elektronik devrelerinin tasarımı ve uygulaması
ARİAN RAHİMİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
YRD. DOÇ. DR. ALİ MUHTAROĞLU
- Mems based resonant mass sensors with feedthrough current elimination for in-liquid cell detection applications
Sıvı ortamda hücre tespiti uygulamaları için kaçak akımı eleyen mems tabanlı resonant kütle sensörleri
MUSTAFA KANGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH