Development of PDMS-based micromachining process for microfluidic reconfigurable antennas
Mikroakışkan tabanlı ayarlamabilir antenlerin geliştirilmesi
- Tez No: 380989
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KÜLAH, YRD. DOÇ. DR. KAĞAN TOPALLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin amacı mikroakışkan tabanlı ayarlanabilir antenleri gerçekleştirmek amacıyla üretim yöntemleri geliştirmektir. İlk yapı olarak, ileti diziler için, içerisinde sıvı metali sıkıştırmak üzere çok katmanlı bir yapı olarak oluşturulan bir mikroakışkan tabanlı ayarlabilir anten yapısı geliştirilmiştir. Bu yapıdaki mikroakışkan kanallar PDMS kullanılarak yumuşak litografi teknikleri ile üretilmiştir. PDMS malzemeyi cam tabanlara yapıştırarak bir hazne oluşturma süreçleri optimize edilmiştir. Özellikle, ileti dizi uygulamaları için bölünmüş halka rezonatörü ve tamamlayıcı bölünmüş halka yapıları optimize edilmiş bu süreçler kullanılarak üretilmiştir. Doğrudan metal kaplama süreçlerinin kullanılması yerine, iki yüzeyi yapıştırmak için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Metal yüzeyin üzerine ince bir silisyum dioksit (50 nm) tabakası oksijen plazma öncesinde kaplanmıştır. Oksijen plazma süreci 20 W RF güç kullanılarak 20 saniye uygulanmıştır. Tez kapsamında, bu yapının yapışma kuvveti ölçümleri de gerçekleştirilmiştir. Metal üzerinde silisyum dioksit ara katmanın kullanılmasıyla yapışma kalitesinin artırılabildiği görülmüştür. Tasarlanmış ve üretilmiş olan diğer yapı ise, bir sıvı metal kanalı yardımı ile birbirine birleştirilmiş iki dikdörtgen yamanın kullanıldığı, boyutu ayarlanarak, frekansın da ayarlanabildiği yama anten yapısıdır. Mikroakışkan kanal, PDMS ve metal kaplanmış cam katmanları yapıştırmak için kullanılan yöntem kullanılarak oluşturulur. Antenin iki çalışma modu bulunmaktadır: (i) Kanalın boş olduğu ve antenin 10.68 GHz frekansında çalıştığı durum ve (ii) kanalın sıvı metal ile doldurulduğu ve antenin 9.62 GHz frekansında çalıştığı durum. Sonuç olarak, PDMS içerisinde sıvı metal mikroakışkan kanalların gömülü olduğu ileti dizi anten ve ayarlanabilir anten yapıları üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
The objective of this thesis is to develop fabrication methods to implement microfluidic-based reconfigurable antennas. As the initial structure, a microfluidic based reconfigurable antenna is developed for transmitarrays, which consists of a multi-layered structure incorporating a microfluidic channel to confine liquid metal. The microfluidic channels are fabricated using soft lithography techniques where the channel material is PDMS. PDMS-to-glass and PDMS-to-PDMS bonding processes are optimized to achieve a reservoir for the fluidic material. In particular, a split-ring resonator and a complementary split ring for transmitarray applications are manufactured using the optimized process. Instead of using direct metallization approach, which is inadequate because of the low surface strength of PDMS, a novel method is proposed for the bonding of two different surfaces. A thin layer of silicon dioxide (50 nm) is deposited on the metal layer before the oxygen plasma treatment. The oxygen plasma treatment is done for duration of 20 seconds at an RF power of 20 W. Bonding strength measurements are also performed in the frame of this thesis. It is noted that the bonding quality can be enhanced with the use of silicon dioxide intermediate layer. The other device that has been designed and manufactured is a frequency tunable patch antenna, which is formed by reconfiguring its dimension employing two rectangular patches that are joined to each other with a liquid metal channel. The microfluidic channel is created by applying the bonding method between PDMS and metallized glass layers. The antenna has two different operation modes: (i) The channel is empty and the antenna resonates at 10.68 GHz and (ii) the condition in which the channel is full of liquid metal and the antenna resonates at 9.62 GHz. In conclusion, microfluidic transmitarray and microfluidic reconfigurable antenna are fabricated using liquid metal channel embedded in the PDMS layer.
Benzer Tezler
- Sinir doku iskelesi olarak modifiye edilmiş PEDOT: PSS ve PEDOT: Heparin kaplanmış kanallar içeren PDMS temelli esnek ve iletken kompozit filmlerin geliştirilmesi
Development of PDMS-based flexible and conductive composite films containing modified PEDOT: PSS and PEDOT: Heparin coated channels as a neural tissue scaffold
ORHAN GÖKALP BÜYÜKUYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Deri üretimine yönelik PDMS esaslı köpük kesici emülsiyonların tasarımı, geliştirilmesi ve performanslarının değerlendirilmesi
Design, development and performance evaluation of PDMS based antifoaming emulsions for leather production
TAYFUN BARIŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deri MühendisliğiEge ÜniversitesiDeri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHRİ BAŞARAN
- Development of a DRİE-based stencil mask for metal patterning on transient substrates
Geçici yüzeylerde metal desenlendirme için DRIE tabanlı bir şablon maskesinin geliştirilmesi
SEYED MOHAMMADJAVAD BATHAEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP AKSU RAMAZANOĞLU
- Development of magnetic and image based cell cytometry techniques
Manyetik ve görüntü tabanlı hücre sitometri tekniklerinin geliştirilmesi
ŞEYDA KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
- Development of a mems-based microfluidic electrochemical biosensor for the detection of circulating tumor DNA
Dolaşimdaki tümör DNA tespiti için mems tabanli mikroakişkan elektrokimyasal biyosensör geliştirilmesi
ZEYNEP ÇAĞLAYAN ARSLAN
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH