Analysis of cantilevers for high-speed atomic force microscopy
Yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu için konsolların analizi
- Tez No: 516646
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MÜJDAT BALANTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Yaşam bilimlerinde, Yüksek-Hızlı Atomik Kuvvet Mikroskobu (YH-AKM) canlı hücreler, membran lipidleri, ATP-proteinleri, enzimatik reaksiyonlar, DNA-protein etkileşimleri, vs., gibi birçok biyolojik örneğin dinamik olay görüntüleyicisi olarak günümüzde yaygın bir şekilde kabul edilmektedir. YH-AKM'nin örneklerin yüzey topografyasını yükseklik bilgisiyle ve tek atom çözünürlüğüne kadar eşsiz gözlemleyebilme yetisi onu Nano ölçümlerde önde gelen bir araç haline getirmiştir. YH-AKM görüntüleme tekniğinin hızı ve tepkisi konsol probları, işletim ortamı, tarama teknikleri, vs., gibi çeşitli faktörler tarafından kısıtlanmıştır. Konsollar YH-AKM sistemlerinin vazgeçilmez ve dahili parçalarıdırlar, dolayısıyla, onların kendi kritik değerlendirilmeleri gerekir. Bu yüzden, rezonans frekansı, sertlik, ve Q-faktörü gibi çeşitli parametrelerin değerlendirilmesi aktif araştırma alanlarıdır. Bu simülasyon tabanlı araştırma çalışması YH-AKM operasyonunun hava ve sıvı ortamlarında deneysel koşullarını taklit etmektedir. Ortamın viskoz ve akustik sönümlemesi, sıkma film sönümlemesi, ve malzemenin viskoelastisitesinden kaynaklanan sönümleme gibi sönümleme mekanizmaları sonlu eleman simülasyonlarına dahil edilmiştir. YH-AKM'ye uygun, sertlikleri ~1 N/m ve birinci normal titreşim modu rezonans frekansları ~1.5 MHz (sıvıda) ve ~5 MHz (havada) olan yüksek frekanslı yumuşak konsollar üzerine çalışılmıştır. Silisyum ve Polimer (SU-8) malzemeden yapılmış uzunlukları ~5 to 10 µm, genişlikleri ~1.5 to 2.5 µm, ve kalınlıkları ~0.1 to 0.6 µm aralıklarında olan çeşitli küçük dikdörtgen ve değiştirilmiş konsollar analiz edilmiştir. Bu araştırmada amacımız YH-AKM uygulamalarını uygun konsol geometrilerini ve malzemelerini tespit etmektir.
Özet (Çeviri)
In life sciences, High-Speed Atomic Force Microscopy (HS-AFM) is now widely accepted as a dynamic event visualizer for numerous biological samples such as live cells, membrane lipids, ATP-proteins, enzymatic reactions, DNA-protein interactions, etc. HS-AFM's unique ability to observe surface topography of the samples with height data and with a resolution of up-to a single atom makes it a prominent tool in Nano measurements. HS-AFM Imaging technique's speed and response is limited by various factors including cantilever probes, operating environment, scanning techniques etc. Cantilevers are indispensable and integral part of HS-AFM Systems, thereby necessitating their own critical evaluations. Therefore, evaluation of various parameters like resonance frequency, stiffness and Q-factor of cantilevers is an active area of research. The simulated research work mimics the experimental conditions of HS-AFM operation in air and liquid environment. The damping mechanisms such as viscous and acoustic damping of the medium, squeeze film damping, and damping due to viscoelasticity of the material are included in the Finite Element Simulations. High frequency soft cantilevers suitable for HS-AFM with the stiffness of ~1 N/m and with the first flexural eigenmode resonance frequency of ~1.5 MHz (in liquid) and ~5 MHz (in air) are studied. Numerous small rectangular and modified cantilevers of Silicon and Polymer (SU-8) materials with the length of ~5 to 10 µm, width of ~1.5 to 2.5 µm and thickness of ~0.1 to 0.6 µm are analyzed. Our aim in this research is to identify appropriate cantilever geometries and materials for HS-AFM applications.
Benzer Tezler
- Yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu (YH-AKM) geliştirilmesi ve çeşitli uygulamaları
Development of high speed atomic force microscopy and its applications
ÜMİT ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZGÜR ÖZER
- EN 16432-2'de verilen tasarım yöntemlerinin Ankara-Sivas YHT hattı tünellerinde uygulanan balastsız demiryolu üstyapısı üzerinden incelenmesi
Analysis of design methods covered in EN16432-2 on ballastless railway track implemented in Ankara Sivas high-speed line tunnels
BEYAZIT ÖLÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- Akışkan taşıyan ankastre bir borunun dinamik analizi ve bulanık mantık tabanlı uyarlamalı kontrolü
Dynamic analysis and fuzzy logic based adaptive control of a cantilever pipe conveying fluid
MEHMET HAKAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Esnek mekanizmaların tasarlanması ve kontrolü
Design and control of compliant mechanisms
AYŞE TEKEŞ
Doktora
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SALIH DOKUZ
- Esnek sistemlerde aktif titreşim kontrolü
Active vibration control of flexible systems
ARZUMAN CAN KUTLUCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN SÜMER