Laser synthesized gold nanoparticles for high sensitive strain gauges
Yüksek hassas gerilme ölçerler için lazerle sentezlenmiş altın nanopartikülleri
- Tez No: 343278
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BÜLEND ORTAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lazer ablasyon, altın nanoparçacıklar, altın nanoparçacık filmler, kuantum tünelleme etkisi, gerilme ölçer, nanoparçacık gerinim ölçer, Laser ablation, gold nanoparticles, gold nanoparticle films, quantum tunneling effect, strain gauges, nanoparticle strain gaugev
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Son zamanlarda, nanoparçacık filmlerin elektriksel iletim özellikleri eşsiz kuantum tünelleme etkisi nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Kuantum bariyer yüksekliğine ve genişliğine oldukça bağlı olan kuantum tünelleme etkisi, sensör uygulamaları için çok cazip. Altın nanoparçacık (Au - NP) filmlere dayalı dirençli gerilme ölçer, yüksek hassasiyetli davranış göstermiştir. Bu gerilme ölçer, boyutu nedeniyle minyatür uygulamalar için uygundur. Buna ek olarak, bu tür nanoparçacık filmler, aynı zamanda, basınç ve buhar sensörleri gibi çeşitli uygulamalar için de kullanılabilir. Lazerle oluşturulan Au-NP'ların temiz yüzeylere sahip olmasından dolayı yüksek tünel bozunma özelliğine sahiptir. Bundan dolayı yüksek duyarlı sensör uygulamaları için gelecek vaat etmektedir. Bizim çalışmamızda, Au- NP'lar doğrudan nanosaniye lazer ablasyon yöntemi ile su içinde sentezlenmiştir. Au-NP'lerin temiz yüzeyleri, boyutları ve kümeleri, yüksek hassasiyet gerginlik sensörü için avantajlar sunmaktadır. Pratik damlatma yöntemi kullanılarak Au- NP filmler PDMS esnek alt-tabaka üzerinde hazırlanmıştır. Yüksek ölçü faktörünü elde etmek için, filmler üzerindeki nanoparçacıkların konsantrasyonunu araştırdık. Lazer ile oluşturulan Au-NP filmlere %0.22'den fazla gerginlik uygulandığında g faktörünün ~ 300; daha düşük gerginlikler uygulandığında ise g faktörünün ~ 80 olduğu gösterdik. Au-NP'lara dayalı gerginlik ölçen sensörler, rapor edilen hassasiyetlerle karşılaştırılabilir. Uzun çalışma süreleri için mekanik karakterizasyonlar bu gerginlik ölçen sensörlerin uzun vadeli kararlılığını göstermektedir. Biz düşük ve yüksek gerilme rejimlerinde filmlerin iletkenliğini açıklayan çeşitli modeller sunduk. Bildiğimiz kadarıyla, lazerle üretilen Au?NP filmlerin elektriksel iletimi bu güne kadar çalışılmamıştır ve bu filmlerin yüksek gerginlik faktörüne sahip olduğunu gösteren ilk çalışmadır. Au-NP filmler sensörlerde umut verici uygulamalara yol açabilir.
Özet (Çeviri)
Recently, the conduction properties of nanoparticle films have received great deal of attention due to their unique properties attributed to quantum tunneling effect. Quantum tunneling effect, highly dependent on quantum barrier height and width, is very attractive for sensor applications. Resistive strain gauges based on gold nanoparticle (Au-NP) films show high strain sensitivity. These strain gauges are applicable for miniature applications because of its size. In addition, this nanoparticle films could be also used for various applications such as pressure and vapor sensors. Clean surfaces of laser generated Au-NPs provide high tunneling decay constant. Therefore, these films are promising for high sensitive sensor applications. In our study, the Au-NPs were directly synthesized in deionized water by nanosecond laser ablation method. The clean surface, size and aggregate clusters of Au-NPs offer advantages for high sensitivity strain sensor. We prepared Au-NPs films on flexible PDMS substrate by using hands-on drop-cast method. To obtain high gauge factor, we also investigated the nanoparticle concentration on the thin films. Laser-generated Au-NPs ?lms demonstrated gauge factor of ~300 for higher than 0.22% strain and ~80 for the strain lower than 0.22%, which is favorably comparable to reported sensitivities for strain sensors based on Au-NPs. Mechanical characterizations for the prolonged working durations suggest long term stability of these strain sensors. We discuss several models describing conductance of Au-NP ?lms in low and high strain regimes. To the best of our knowledge, the conduction of laser generated Au-NP films has not been studied up to date, and it is the first study that shows high strain sensitivity of these films. Au-NP films may be promising for sensor applications.
Benzer Tezler
- Engineering multifunctional hybrid nanomaterials for bioanalytical and biomedical applications
Başlık çevirisi yok
İSMAİL ÖÇSOY
Doktora
İngilizce
2014
BiyomühendislikUniversity of FloridaNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. WEIHONG TAN
- Gmo detection with nanobiosensing system integration of artificial intelligence
Yapay zekânın entegre edildiği nanobiyosensör sistemiyle gdo tayini
YEŞİM TAŞKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİYE YILMAZ
PROF. DR. BRAD DAY
- Polifenol katkılı ZIF-8 metal organik kafes ilaç taşıyıcı sistemlerin sentezi, karakterizasyonu ve antikanser etkilerinin araştırılması
Investigation of the synthesis, characterization and anti-cancer effects of polyphenol doped ZIF-8 metal organic framework drug delivery systems
MÜNTEHA ÖZSOY
- Synthesis of some functional conducting polymers, characterization, Mott-Schottky analysis and sensor applications
Bazı fonksiyonel iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu, Mott-Schottky analizi ve sensor uygulamaları
TOLGA KARAZEHİR
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. MURAT ATEŞ
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
