Geri Dön

Development of a nanogap fabrication method for applications in nanoelectromechanical systems and nanoelectronics

Nanoelektromekanik sistemler ve nanoelektronik uygulamalarına yönelik bir nanoaralık üretim yönteminin geliştirilmesi

  1. Tez No: 348713
  2. Yazar: ANIL GÜNAY DEMİRKOL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İSMET İNÖNÜ KAYA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Nanoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

NEMS uygulamaları ile uyumlu, kontrollü bir nanoaralık üretim yönteminin geliştirilmesine büyük ihtiyaç duyulmaktadır. NEMS alanında yapılan teorik çalışmalar, vakum tünelleme eklemi ya da nanoaralık kullanımına dayalı bir yer değiştirme sensörünün, kuantum sınırında ölçümler yapabileceğini göstermektedir. Ayrıca nanoelektronik uygulamalarında, nanoyapıları karakterize etmek ve bu yapıları nano boyutta aygıtlara yerleştirmek için nanoaralıklara gereksinim duyulmaktadır. Bu çalışmada, askıda duran yapılar arasında litografik olarak belirlenmiş bir aralığın ısıl buharlaştırma ile kontrollü olarak daraltılmasına dayalı bir yöntem önerilmiş ve uygulanmıştır. Nanometre ya da nanometre altı boyutlarda sabit ve kararlı nanoaralıklar tutarlı bir şekilde üretilmiştir. Üretilen nanoaralıklar I-V ölçümleri ile karakterize edilmiş ve Simmons' modeli kullanılarak aralığın boyutu ve potansiyel bariyer yüksekliği belirlenmiştir. Yüksek rezonans frekansı ve mekanik kalite faktörüne sahip asılı yapılar elde edebilmek ve üretim esnasında yapışma probleminden etkilenmemek için, çalışma boyunca yüksek çekme gerilimli silikon nitrit ince filmler tercih edilmiştir. Fakat, yüksek stresli nitrit filmler serbest hale getirildikleri zaman şekil deformasyonuna uğramaktadırlar. Nanoaralık üretiminde olduğu gibi, yapıların konumunun muhafaza edilmesi gereken durumlarda şekil deformasyonu sorunlara sebep olmaktadır. Bu çalışmada, içsel stres gradyantı kullanılarak, asılı yapılar arasındaki mesafeyi kontrol edebilen yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen teknik, sonlu eleman analizi ile simule edilmiş ve deneysel olarak gerçeklenmiştir. Simulasyon ile deney sonuçlarının karşılaştırılması sonucu, geliştirilen tasarımın litografik çözünürlüğün ötesinde bir aralık ayarlama kapasitesine sahip olduğu gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

There is a great need for a well-controlled nanogap fabrication technique compatible with NEMS applications. Theoretically, a displacement sensor based on vacuum tunnel junction or a nanogap can be capable of performing quantum-limited measurements in NEMS applications. Additionally, in the context of nanoelectronics, nanogaps are widely demanded to characterize nanostructures and to incorporate them into nanoscale electronic devices. Here, we have proposed and implemented a fabrication technique based on the controlled shrinkage of a lithographically defined gap between two suspended structures by thermal evaporation. We have consistently produced rigid and stable metallic vacuum tunneling junctions at nanometer or sub-nanometer sizes. The fabricated nanogaps were characterized by I-V measurements and their gap sizes and potential barrier heights were interrogated using the Simmons'model. Throughout this work, high tensile stress silicon nitride thin films were preferred for the fabrication of suspended structures because they have high resonance frequencies with low dissipation, they are mechanically stable, and they are resilient to stiction problem. However, high-stress nitride structures experience a complex shape deformation once they are suspended. The shape deformation is undesired when the precise positioning of the structures is required as in nanogap fabrication. We developed a new method in which the built in stress gradient is utilized to tune the distance between two suspended structures. The technique was simulated by finite element analysis and experimentally implemented to demonstrate a gap tuning capability beyond the lithographic resolution limits.

Benzer Tezler

  1. Fabrication of nanostructured samples for the investigation of near field radiation transfer

    Yakın alan ışınım aktarımını inceleme amacıyla nano-yapı örneklerinin üretimi

    ZAFER ARTVİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. PINAR MENGÜÇ

    YRD. DOÇ. DR. TUBA OKUTUCU

  2. Protein algılamasına yönelik nano-biyosensörlerin yeni malzeme ve tekniklerle geliştirilmesi

    Development of nano-biosensors for detection of protein by new materials and techniques

    MUSTAFA YÜKSEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    BiyofizikKırıkkale Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT AĞAN

    YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY

  3. Development of an artificial neural network model for the estimation of chlorophyll-a in lakes

    Göllerdeki klorofil-a'nın belirlenmesi için bir yapay sinirsel ağ modelin geliştirilmesi

    CÜNEYT KARUL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK

  4. Development of a computer aided quality control software for the integration of CMM in meticum

    Metucım bilgisayar tümleşik üretim sisteminde koordinat ölçme tezgahının entegrasyonu için bilgisayar destekli kalite kontrol yazılım geliştirilmesi

    YUSUF BAŞIBÜYÜK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER ANLAĞAN

  5. Development of a preprocessor for finite element analysis and a postprocessor for experimental analysis of pneumatic tires

    Pnömatik lastiklerin sonlu elemanlar analizi için ön işlemci ve deneysel analizi için son işlemci geliştirilmesi

    HAKAN KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. Y. SAMİM ÜNLÜSOY