Lateral mode resonators for in liquid biosensing applications with a second harmonic based read out method
Sıvı içerisinde biyo algılayıcı uygulamaları için yanal modlu rezonatörler ve ikinci harmonik temelli bir okuma yöntemi
- Tez No: 474850
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- 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: 142
Özet
Bu tez, sıvı içi biyo-algılayıcı uygulamaları için yanal mod elektrostatik rezonatörlerin tasarımını, gerçeklemesini ve parazitik kaçak akımını ortadan kaldırarak rezonans sisteminin Q'sunu aynı anda arttırmak için yeni bir okuma yöntemi sunmaktadır. Bu tezin temel amacı, rezonatörleri sıvı akışı altında çalıştırmaktır. Rezonatörlerin mikrokanalının içindeki sıvı enjeksiyonu, birçok mekanik ve elektriksel problemi birlikte getirir. Bu problemler, sönümleme ve geçiş akımı olarak sınıflandırılır. Bu tez çalışması kapsamında, yeni rezonatörler, sönümlenmeyi en iyi hale getiren sıvı akış altında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Hesaplamalar, her tür tasarlanmış rezonatörün, sıvı üzerinde 45'in üzerinde Q'ya sahip olduğunu gösterir. Tasarlanan cihazlar, silikon-cam anodik bağlama yöntemi kullanılarak üretilir ve 500 nm parilen tabakasıyla kaplanır. Parilen kaplamasız test edilen cihazların bir türü havada 590 Q ve 330 kHz rezonans frekansına sahiptir ve parilen kaplamadan sonra Q 93'e düşmüştür ve rezonans frekansı 407 kHz'e yükselmiştir. Rezonatörün kalite faktörü mikrokanalının içindeki sıvı enjeksiyonu sonrasında, 54'e düşmüş ve rezonatörün rezonans frekansı 480 kHz'e yükselmiştir. Sıvı akışı atında veri üzerinde herhangi bir işlem olmaksızın bir yanal mod elektrostatik rezonatör rezonansı ilk kez gösterilmiştir. Ayrıca, rezonatörlerin ikinci harmonik bileşenini algılamaya dayanan yeni bir rezonans karakterizasyon yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemi kullanarak kaçak akımı giderilmiş ve rezonans pik değeri 1 dB'den 35 dB'ye yükseltilmiştir. Dahası, bu yöntemin karmaşık rezonatör tasarımı ve devresi kullanmadan hem kapasitif hem de rezistif kaçak akımını ortadan kaldırmak için uygun olduğu gösterilmiştir. Ayrıca bu yöntem aynı zamanda rezonans sisteminin kalite faktörünü %66 oranında iyileştirir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents design and implementation of lateral mode electrostatic resonators for in liquid biosensing applications and a novel read-out approach for eliminating parasitic feedthrough current and enhance Q of the resonating system at the same time. The main objective of this thesis is to make resonators operating under when the microchannel is filled with liquid. Liquid injection inside the microchannel of resonators brings lots of mechanical and electrical problems together. These problems are categorized as damping and feedthrough current. In the scope of this thesis, new resonators are designed suitable for operation under liquid flow optimizing their damping. Calculations show that all types of the designed resonators have Q higher than 45 on liquid. The designed devices are fabricated using silicon-glass anodic bonding process and coated with 500 nm parylene layer. One type of the tested devices without parylene coating has 590 Q and 330 kHz resonance frequency in air and after parylene coating Q has decreased to 93 and resonance frequency increased to 407 kHz. After liquid injection inside the microchannel Q of the resonator has decreased to 54 and the resonance frequency of the resonator has increased to 480 kHz. This is the first time illustration of resonance of a lateral mode electrostatic resonator on liquid without postprocessing. Moreover a new resonance characterization method based on sensing second harmonic component of the resonators is developed. Utilizing this method, feedthrough current is eliminated and resonance peak was increased from 1 dB to 35 dB. Moreover it is shown that this method is suitable for eliminating both capacitive and resistive feedthrough current without using complex resonator design and circuitry. Furthermore this method also improves Q of the resonating system 66%.
Benzer Tezler
- Chiral resonators: Selected electromagnetic and optomechanic applications in microwave and plasmonics
Kiral rezonatörler: Mikrodalga ve plazmonik dalgaboylarında seçilmiş elektromanyetik ve optomekanik uygulamalar
AYBİKE URAL YALÇIN
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAAN GÜVEN
- Single-mode engineering in semiconductor lasers using parity-time-symmetry and coupled-cavity structures
Parite-zaman-simetrisi ve bağlaşık-kovuk yapıları kullanarak yarı iletkenler lazerlerde tek-kip mühendisliği
ENES ŞEKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH DEMİR
- An investigation on structural identification (ST-ID) of a long-span bridge for performance prediction
Uzun açıklıklı bir köprünün performans tahmini için yapısal tanılanması üzerine bir araştırma
SELÇUK BAŞ
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
DOÇ. DR. NURDAN APAYDIN
- Parametric analysis of inelastic interaction in frame-wall structural systems
Duvar-çerçeve yapısal sistemlerde elastik olmayan etkileşimin parametrik çözümlenmesi
SONER SEÇKİNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. AFŞİN SARITAŞ
- Elipsometre temelli oligonükleotid ve oligopeptid probları taşıyan tekli ve çoklu sensör yüzeylerinin hazırlanması
Preparation and use of single and multichannel ellipsometry based sensor surfaces carrying oligonucleotide and oligopeptide probes
BORA GARİPCAN
Doktora
Türkçe
2008
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN