Design and fabrication of a Novel Lamb Wave device
Özgün bir Lamb dalgası cihazı tasarım fabrikasyon ve karakterizasyon çalışmaları
- Tez No: 728935
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ŞİŞMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Önerilen Lamb Dalgası Cihazı, klasik yapıda olduğu gibi, ince film üzerinde gecikme hattının iki ucuna karşılıklı olarak yerleştirilmiş iki“InterDigital Transducer”yapısı içermektedir. Bununla birlikte klasik yapıdan farklı olarak, gecikme hattının üst bölümüne bir kapasitif transdüser yapısı yerleştirilmiştir. Bu yapı gecikme hattına mekanik gerilme uygulayabilmektedir. Kapasitif Transdüser yapısına DC potansiyel farkı uygulandığında oluşturulan elektrostatik kuvvet gecikme hattını potansiyelle orantılı olarak aşağıya çekip bükmektedir. Sonuç olarak gecikme hattı gerginliği uygulanan DC gerilimle orantılı olarak ayarlanabilir hale getirilmiştir. Uygulanan gerilme, gecikme hattı üzerinde yayılan Lamb Dalgası hızının değişimine yol açmıştır. Dolayısıyla giriş sinyaline ayarlanabilir bir faz uygulamak mümkün hale gelmiştir. Lamb Dalgası osilatörünün osilasyon frekansı da bu şekilde ayarlanabilir olmuştur. Mevcut Lamb Dalgası osilatör cihazları, ayarlama için kondansatör kullanmaktadırlar fakat kondansatör kullanımı osilatör devresinin lineerliğini bozacaktır. Bizim yaklaşımımız kondansatör gereksinimini yok etmektedir, dolayısıyla osilatörün lineerliğine ve kararlılığına olumlu etkide bulunmuştur. Osilatörün kullanıldığı modülasyon katının da kararlılığı ve lineerliği arttırılmış olacaktır. Lamb Dalgası cihazı askıda kalacak şekilde oluşturulmuş bir yapıya sahip olduğundan, Qfaktörü daha yüksektir ve ince-film kullanımı çok daha büyük bir faz hızı sağlar. Yüksek faz hızları da yüksek frekanslara çıkabilmeyi sağlamaktadır. Ek olarak, Lamb Dalgası cihazları SAW cihazlara kıyasla yüksek hassasiyet sağlar ve düşük faz hızına sahip özel Lamb Dalgası modları düşük frekanslarda da çalışmaya olanak tanır. Lamb Dalgasının faz hızı sıvı içerisinde yayılarak olduğundan da düşük hale getirilebilir. Bunlar, düşük kayıplı çalışmaya olanak tanır ya da sıvıların sınıflandırılmasında kullanılabilir. Azalan incelik nedeniyle Lamb Dalgası cihazlarının ısı kapasitesi oldukça düşüktür. Bu projede yeni Lamb Dalgası cihazına ilişkin teori ve benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir, belirlenen tasarım parametrelerine göre fabrikasyon yapılmış ardından fabrikasyonu yapılan cihazlara ilişkin test ve doğrulama çalışmaları gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The proposed Lamb Wave Device includes two“InterDigital Transducer”structures placed opposite each other on the two ends of the delay line on the thin film, as in the classical structure. However, unlike the classical structure, a capacitive transducer structure is placed in the upper part of the delay line. This structure can apply mechanical stress to the delay line. When DC potential difference is applied to the Capacitive Transducer structure, the electrostatic force created pulls and bends the delay line proportionally to the potential. As a result, the delay line tension was adjusted proportionally to the applied DC voltage. The applied stress causes a variation of the velocity of the Lamb Wave propagating on the delay line. Therefore, it is possible to apply an adjustable phase to the input signal. The oscillation frequency of the Lamb Wave oscillator is also adjustable in this way. Current Lamb Wave oscillator devices use capacitors for tuning, but the use of capacitors degrade the linearity of the oscillator circuit. Our approach eliminates the need for capacitors, so it has a positive impact on the linearity and stability of the oscillator. The stability and linearity of the modulation stage in which the oscillator is used also be increased. Since the Lamb Wave device has a suspended structure, the Q-factor is to be higher and the use of thin-film provides a much greater phase velocity. High phase velocities also enable to reach high frequencies. In addition, Lamb Wave devices provide high sensitivity compared to SAW devices, and special Lamb Wave modes with low phase velocity allow operation at low frequencies as well. The phase velocity of the Lamb Wave can also be made lower than it is by propagating in the liquid. They allow low loss operation or can be used to classify liquids. Due to the reduced thinness, the heat capacity of Lamb Wave devices is quite low. In this project, theory and simulation studies of the new Lamb Wave device were carried out, fabrication was carried out according to the determined design parameters, and then test and verification studies on the fabricated devices were demonstrated. This research is supported by TUBITAK, grant number: 215E098
Benzer Tezler
- Geniş bantlı ve düşük frekanslı mekanik titreşimler için esnek piezoelektrik enerji hasadı sistemi tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of a flexible piezoelectric energy harvesting system for broadband and low-frequency mechanical vibrations
HASAN GÖKSENİN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Design and fabrication of a DNA electrophoresis chip based on MEMS technology
MEMS tabanlı DNA elektroforez çip tasarımı ve üretimi
SERTAN SUKAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
YRD. DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Design and fabrication of a low-cost piezoresistive MEMS biosensor for aflatoxin detection
Aflatoksin tespiti için ucuz maliyetli piyezodirenç MEMS biyoalgılayıcı tasarımı ve üretimi
KUTER ERDİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Bilgi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL
- Design and fabrication of a high gain, broadband microwave limiting amplifier module
Yüksek kazançlı, geniş bantlı mikrodalga sınırlayıcı yükselteç modülü tasarımı ve üretimi
HASAN HÜSEYİN KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Biyosensör uygulamaları için fraktal geometrili plazmonik nanoanten dizileri tasarım ve üretimi
Design and fabrication of fractal shaped plasmonic nanoantenna arrays for biosensing applications
EKİN ASLAN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKMEN