Nanomechanical buckling for applications in nonlinear dynamics
Doğrusal olmayan dinamik uygulamalarıiçin nanomekanik bükülme
- Tez No: 686795
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SELİM HANAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nano boyuttaki bükülme sonrası davranışa, zengin, doğrusal olmayan ve kaotik dinamikleri ortaya çıkarmasına rağmen ve ileri teknoloji ölçüm, hareket, hesaplama ve iletişim teknolojilerinde kullanılma potensiyeli olmasına rağmen yeterli önem verilmemiştir. Burada, bükülme öncesi durumdan, bükülme sonrası alandaki büyük bükülmelere kadar olan nano mekanik kirişin tüm hareketi, büyük bükülmeler için 7 nm ve başlangıç eğilmeleri için 2.8 nm hata payı ve düşük gürültü taban seviyesi ile hassasiyetle ölçülmüştür. Bükülmeleri algılamak için numuneden ikincil elektronları toplayan taramalı elektron mikroskopunun çizgi modu kullanılmıştır ve data işleme adına uygun bir kod geliştirilmiştir. Bükülme sonrası geçişi anlamamıza ve sensor ve hareket ünitelerini oluşturmamıza yarayan başlangıç eğilmesi, başlangıç bükülmesi ve dönüm noktası düzgünce tanımlanmıştır. Bununla birlikte, sistemi, kuvvet barındıran iki kuyulu osilator olarak kullanarak, tek kuyu sallantısı, iki kuyu sallantısı ve kaotik yollar incelenmiştir. Yollar, cihaz ve çevresinin parlaklık farkından yararlanan bir görüntü işleme kodu ile elde edilmiştir. İki kuyu bölgesi arasında, tek kuyu sallantısından iki kuyu sallantısına geçiş yapan geçiş yapan ve mekanik hesaplama ve iletişim uygulamalarına aday olabilecek yeni bir bölge tespit edilmiştir. Aynı zamanda, aynı nano mekanik bükülme platformu kullanılarak senkronize kaos deneyleri için bir ön model geliştirilmiştir. Son olarak, bir veya birkaç NEMS kirişinin ölçümü için optomekanik deney düzeneği ve yonga inşa edilmiştir. Deney düzeneği için fiber optik teknikleri kullanılmış, kiriş ölçümleri için ışık kırınım ızgaraları, halka/yarış pisti rezonatörleri geliştirilmiştir. Birkaç cihazda kritik ışık döngüsü gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
There has not been enough attention on post buckling behavior at nano scale even though it reveals rich nonlinear and chaotic dynamics and has potential to be used on cutting edge sensing, actuation, computation and communication applications. Here, full motion of the nanomechanical buckling, starting from unbuckled position to large deformations at post buckling regime has been precisely measured with error bars of 7 nm for large deformation regime and 2.8 nm for initial bending, with low noise floor levels. Line mode of SEM is used for deflection detection which uses secondary electrons collected from sample and relevant code is developed for data processing. Initial bending, initial buckling and inflection point are well defined which can help us to understand transition to post buckling regime and development of sensors and actuators. Additionally, one well oscillation, double well oscillation and chaotic trajectories are investigated using the system as forced double well oscillator. Trajectory plotting is performed with an image processing code. A new region within double well oscillation regime is observed where motion converts from one well oscillation to double well oscillation which could be a candidate on mechanical computation and communication applications. Also, a preliminary design for synchronized chaos experiments using the same buckling platform is developed. Finally, an optomechanical experimental setup and chip is built for measurement of one or multiple NEMS beams. Fiber optic techniques are used for experimental setup and grating couplers, ring/racetrack resonators are developed for beam measurements. Critical couplings on multiple devices are observed.
Benzer Tezler
- Nanoteknolojide eğri eksenli çubukların düzlem içi davranışları için bir sonlu eleman formülasyonu
A finite element formulation for in-plane behaviours of curved beams in nanotechnology
ÖMER EKİM GENEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Nanoçubuklarda büyük yer değiştirme ve yerel olmayan elastisite teorilerine göre deplasman hesabı
Calculation of displacements of nanorods according to nonlocal theory of elasticity and large displacement theory
GÖKHAN GÜÇLÜ
Doktora
Türkçe
2020
Matematikİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA ARTAN
- Nanomekanikte yerel olmayan elastisite teorisi ve çok-ölçekli modellemeye uygulanması
Nonlocal theory of elasticity in nanomechanics and application to multiscale models
MERAL TUNA EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- İki boyutlu sıralı tarama verilerinin işlenmesi ile elde edilen mekanik modellerdeki farklılıkların görüntü işlem prosedürleri kapsamında incelenmesi
Investigation of differences in mechanical models obtained by processing of 2d serial scanning data in the scope of image processing procedures
FİLİZ ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyomühendislikCelal Bayar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. B. GÜLTEKİN SINIR
- An experimental approach to nanomechanical buckling and snap-through phenomenon
Nanomekanik burkulma ve ani geçiş fenomenine deneysel bir yaklaşım
UTKU HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET SELİM HANAY