Nanoscale communications based on Förster resonance energy transfer (FRET)
Förster rezonans enerji transferi (FRET) tabanlı nano-haberleşme
- Tez No: 332212
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Nano-haberleşme nano boyutlu makineler arasında haberleşme ağları geliştirerek nanomakinelerin kısıtlı yeteneklerini yenilikçi uygulamalarda faydalanılmak üzere geliştirmeyi amaçlayan yeni ve disiplinlerarası bir araştırma alanıdır Bu tezde, yariletken nano-tanecikler ve organik boyalar gibi floresan moleküller arasında gözlemlenen ve fiziksel olarak gerçeklenebilen bir fenomen olan Förster Rezonans Enerji Transferi'ne (FRET) dayalı nano boyutlu kablosuz haberleşme metodu önerilmiş ve incelenmiştir. Öncelikle, FRET teorisi temel alınarak, floresan özellikli iki nano-makine arasındaki tekli eksiton iletimine dayalı FRET tabanlı noktadan noktaya haberleşme kanalı bilgi kuramsal olarak modellenmiştir. Buna ilaveten, çoklu eksiton iletimine dayalı FRET tabanlı nano boyutlarda noktadan noktaya ve yayım haberleşmesinin performansı gerçekçi Monte Carlo simülasyonları ile analiz edilmiştir. Bu tezde ayrıca, çok basamaklı FRET tabanlı uzun mesafeli bir nano-haberleşme kanal da önerilmiştir. FRET tabanlı haberleşme ağları için elektriksel ve kimyasal olarak uzaktan kontrol edilebilen iki ayrı sinyal yönlendirme mekanizması tasarlanmmıştır. Ayrıca, FRET tabanlı mobil tasarsız moleküler nano-ağlar ve mobil moleküler sensör/aktör nano-ağları için analitik modeller geliştirilmiştir. Son olarak, Fluorescein ve Rhodamine B organik boya molekülleri arasında FRET ile deneysel olarak bilgi aktarımı gerçekleştirilmiştir. Bu deney, nano boyutlarda bilgi aktarımının fiziksel olarak gerçekleştirilebildiği öncü çalışmalardan biri olmuştur.
Özet (Çeviri)
Nanoscale communication is a novel and quite interdisciplinary research area which aims to design and develop communication networks among nano-size machines to extend their limited capabilities for groundbreaking biomedical, industrial and environmental applications. In this thesis, we propose and investigate a novel nanoscale wireless communication method based on a physically realizable phenomenon, Förster Resonance Energy Transfer (FRET) which is observed among fluorescent molecules such as semiconductor nanoparticles and organic dyes. Based on the well-established theory of FRET, we first information theoretically model FRET-based point-to-point communication channel between a single pair of fluorophore-based nanomachines with single-exciton transmission scheme. Furthermore, we analyze the performance of FRET-based point-to-point and broadcast nanoscale communications with multi-exciton transmission scheme performing realistic Monte Carlo simulations. We also propose a long range nanoscale communication channel based on multi-step FRET. We develop electrically and chemically controllable information routing techniques that are applicable to FRET-based nanonetworks. Moreover, we analyze FRETbased mobile molecular nanonetworks deriving analytical models for FRET-based mobile ad hoc molecular nanonetworks (FRET-MAMNET) and FRET-based mobile molecular sensor/actor nanonetworks (FRET-MSAN). Lastly, we perform an experiment in which we achieve to transfer data with the transmission rates of 50, 150 and 250 kbps through the mixture of Fluorescein and Rhodamine B as the donor/acceptor pair. This experiment is one of the rst physical realizations of communications at nanoscale.
Benzer Tezler
- Nanoscale and bio-inspired communication techniques for the internet of bio-nano things
Biyo-nano nesnelerin interneti için nano-ölçekli ve biyolojik-esinli haberleşme teknikleri
MURAT KUŞCU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- A transmission model for diffusion based molecular communication nano networks
Yayılım tabanlı moleküler haberleşme nano ağları için bir aktarım modeli
DANİEL NZİNGA KİNSUMUNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ TURGAY ALTILAR
- Moleküler haberleşme sistemlerinde alıcı kestirim yöntemleri
Receiver detection methods on molecular communications systems
ERGİN ASLAN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL ÇELEBİ
- ICT-based understanding of spinal cord networks with applications to spinal cord injuries
Omurilik ağlarının bilgi ve iletişim teknolojisine dayalı anlayışı ile omurilik hasarlarına uygulamaları
MELTEM CİVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN