Geri Dön

Mikroakışkan sistemlerinde yüzey akustik dalgaları ile bessel demeti üretimi ve karakterizasyonu

Bessel beam generation and characterization by surface acoustic waves in microfluidic systems

PDF İndir

  1. Tez No: 561447
  2. Yazar: YEŞİM YALÇIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE EROL, DOÇ. DR. AHMET ÇİÇEK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Bu çalışmada, Lityum niyobat (LiNbO3) piezoelektrik alttaş üzerinde iç içe geçmiş taraklı transdüserler (Inter-digital Transducer, IDT) kullanılarak durağan yüzey akustik dalgası (YAD) ve YAD Bessel demetleri üretilerek, YAD'ların optik ve elektriksel karakterizasyonu yapılmıştır. Rayleigh YAD'ları ve YAD Bessel demetlerinin alttaş üzerindeki yüzey davranışlarının incelenmesi için sonlu elemanlar yöntemi (Finite Element Method, FEM) kullanılarak Comsol 5.3a programı ile simülasyonlar yapılmıştır. Örneklerin fabrikasyonu standart fotolitografi yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu çalışmada ilk olarak, alttaş üzerinde durağan YAD'lar sabit parmak aralıklı IDT çiftleri kullanılarak üretilmiştir. Bu örnekten elde edilen simülasyon sonuçları ve deneysel veriler ışığında LiNbO3 alttaş üzerinde sabit aralıklı IDT'lerin akustik eksenle belirli bir θ açısı yapacak şekilde konumlandırılması ile YAD Bessel demeti elde edilebileceği öngörülmüş ve akustik eksenle 15o ve 20o açı yapan sabit parmak aralıklı YAD Bessel demeti IDT çiftleri tasarlanmış ve fabrikasyonu tamamlanmıştır. Geniş bir frekans aralığında YAD Bessel demeti elde etmek için ise tez kapsamında YAD Bessel demeti IDT çiftleri değişken parmak aralıklı olarak tasarlanmıştır. YAD'ların elektriksel karakterizasyonu için karşılıklı IDT'lerin birisi YAD uyarıcısı ve diğeri algılayıcı olarak kullanılarak spektrum analizöründe frekans spektrumları elde edilmiştir. YAD'ların görselleştirilmesi için, nano boyutlu duman parçacıkları, Schlieren optiği, girişim yöntemi, ince sıvı film uygulaması ve ince sıvı filmlerin girişimi gibi farklı yöntemler denenmiştir. Bu çalışmada üretilen IDT çiftlerinin rezonans frekansı simülasyonlar ile 13.3 MHz olarak hesaplanmıştır. Yapılan elektriksel ölçüm sonucunda ise rezonans frekansı simülasyonlar ile oldukça uyumlu bir şekilde 13.52 MHz olarak belirlenmiştir. YAD Bessel demetleri ilk kez üretilmiştir. YAD Bessel demetleri yalnızca iki transdüser kullanan sade bir sistemle elde edildiği için bu basit sistemin mikroakışkan sistemlerde basit parçacık manipülasyonunda kullanılacağı yaklaşımlarının geliştirilmesine katkıda bulunması beklenmektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, the surface acoustic wave (SAW) and surface acoustic wave Bessel beams were generated by using the inter digital transducers (IDT) fabricated on the lithium niobate (LiNbO3) piezoelectric substrate. And then SAWs were examined as optically and electrically. Simulations were carried out with Comsol 5.3a program by using finite element method (Finite Element Method, FEM) in order to examine the surface behavior of Rayleigh SAWs and SAW Bessel beams. The samples were fabricated by using standard photolithography method. Firstly in this study, standing SAWs on the substrate were generated by using IDT pairs with constant finger widths. In the light of the simulation and experimental results obtained from this sample, it was foreseen that the SAW Bessel beams can be obtained with positioned IDTs have a certain tilt angle with the acoustic axis on the LiNbO3 substrate. And the SAW Bessel beam IDT pairs with constant finger width were designed and fabricated as have 15o and 20o tilt angles with acoustic axis. Also, in order to obtain SAW Bessel beam with a wide frequency range, SAW Bessel beam IDT pairs were designed and fabricated as variable finger width. Electrical characterization of SAWS have been obtained frequency spectrums in the spectrum analyzer by using as an sensing element the other and as SAW exciting one of the opposite IDTS. For the visualization of SAWS were experienced different methods such as nano-sized smoke particles, Schlieren optic, interference method, thin liquid film application and interference of thin liquid films. The resonance frequency of the generated IDT pairs in this study was calculated as 13.3 MHz with simulations. As a result of the electrical measurement, the resonance frequency was determined as 13.52 MHz in good agreement with simulations. SAW Bessel beams were generated for the first time. Since SAW Bessel beams were generated with a simple system using only two transducers, this simple system is expected to contribute to the development of simple particle manipulation approaches, which can be used in microfluidic systems.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    639827

    Microfluidic system development for detection of single-cell mechanical properties

    Tek hücrelerin mekanik özelliklerinin tespiti için mikroakışkan sistem geliştirilmesi

    GİZEM AYDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ÜVET

    PROF. DR. ALİ KOŞAR

  2. Tez No

    682251

    Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter

    Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi

    MERVE GÜLLE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

  3. Tez No

    840684

    Comparative study of the solubility of DMF in silicone oil for use in a droplet-based microfluidic system towards synthesis of mof nanoparticles

    Damlacık bazlı mikroakışkan sistemde mof nanopartiküllerinin sentezine yönelik kullanım için silikon yağında DMF çözünürlüğünün karşılaştırılmalı çalışması

    GAYE KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELİS ÖNEL KAYRAN

  4. Tez No

    655373

    Design and development of paper-based microfluidics for point-of-care applications

    Hasta-yanı uygulamaları için kağıt temelli mikroakışkanların dizaynı ve geliştirilmesi

    FATİH ÖZEFE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHU ARSLAN YILDIZ

    DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ

  5. Tez No

    599901

    Capture of circulating tumor cells from blood on modified gold surfaces inside the microfluidic channels

    Kan dolaşımındaki kanser hücrelerinin modifiye edilmiş mikroakışkan kanaldaki altın yüzey üzerinde yakalanması

    DİDEM ÇETİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK KÜLAH

    DOÇ. DR. ERHAN BAT

Geri Dön