MEMS compatible highly doped piezoresistive silicon nanowires: fabrication and electromechanical characterization
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 755894
- Danışmanlar: PROF. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Silisyum nanotellerin elektromekanik özellikleri, geleneksel transdüksiyon yöntemlerinin yerini alabilme ve muazzam minyatürleştirme potansiyeli sebebiyle teknolojik ve bilimsel ilgiyi cezbetmektedir. Bu amaçla, ağırlıklı olarak piezorezistivite kullanılmaktadır. Silisyum nanotellerin piezorezistif tepkisi imalat tekniğine, katkılama türüne, katkılama konsantrasyonuna, kristalografik yönelime, sıcaklığa ve neme göre farklılık gösterebilmektedir. Bu tezde, özgül bir nanotel dizi mimarisi dört nokta bükme testi vasıtasıyla çalışılmıştır. Mekanik kuplajlı, dikey silisyum nanotel dizilerinin yeni nesil çınlaçların temel yapıtaşları olduğu hesaba katılmakta ve piezorezistif özellikleri bu cihazların tasarımında anahtar rol oynamaktadır. İki farklı test düzeneği kullanılmıştır. Birinci düzenekte, testten geçirilen cihaz ve taşıyıcı silisyum şerit arasında yapıştırıcı tabaka bulunması vasıtasıyla dolaylı bükme uygulanmaktadır. İkinci düzenek silisyum nanotel dizilerinin doğrudan bükülebilmesine olanak sağlamaktadır. Nanotellerin gerinimini elde etmek için üç boyutlu benzetimler yapılmıştır. Etken ölçüm faktörü dolaylı bükme için -29.2±6.47 (standart sapma), ve doğrudan bükme için -105.37±8.12 (standart sapma) olarak çıkartılmış, testlerde kullanılan yapıştırıcı tabakanın sonuçlara etkisine ilişkin açık bulgu sağlanmıştır. Bu çalışma, dikey istifli silisyum nanotellerin ölçüm faktörü tahminini sağlayan ilk çalışmadır. Ek olarak, bu elektromekanik çalışma, nanotel piezorezistivite karakterizasyonunda doğrudan ve dolaylı bükmenin karşılaştırmalı nicelikselliğini sağlaması sebebiyle değerli bir deneysel kanıt sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Electromechanical properties of silicon nanowires attract technological and scientific interest due to their enormous potential of miniaturization and replacement of conventional transduction schemes. For this purpose, piezoresistivity is mainly employed. Piezoresistive response can differ due to fabrication technique, dopant type, dopant concentration, crystallographic orientation, temperature and humidity. In this dissertation, a specific nanowire array architecture is studied through four-point bending tests. Mechanically coupled vertical silicon nanowire arrays are considered as the building blocks of new generation resonators and their piezoresistivity characteristics play key role in designing such devices. Two different test setups are used. In the first setup indirect bending is induced as an adhesive layer is present between the device under test and a carrier silicon strip. Second setup provides direct bending of silicon nanowire arrays. 3D simulations are carried out to obtain strain of the nanowires. Effective gauge factors are extracted as -29.2±6.47 (standard deviation) for indirect bending, and -105.37±8.12 (standard deviation) for direct bending, providing a clear indication regarding the effect of the adhesive layer used in testing. This work is the first study providing the gauge factor estimation of the vertically stacked silicon nanowires. In addition, this electromechanical study provides substantial experimental evidence as it provides a comparative quantification of direct and indirect bending on nanowire piezoresistivity characterization.
Benzer Tezler
- MEMS sensor platform for vital monitoring under mri and intraocular pressure measurement
Yaşamsal işaretlerin ve göz içi basıncın ölçülmesine yönelik MEMS basınç ölçer platformunun geliştirilmesi
PARVIZ ZOLFAGHARI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Process development for microfabrication of phase reversal CMUT devices for structural health monitoring and development of dynamic characterization processes for mems applications
Yapısal sağlık izleme için fazı tersine çeviren CMUT cihazlarının mikroüretimi için süreç geliştirilmesi ve MEMS uygulamaları için dinamik karakterizasyon süreçlerinin geliştirilmesi
MERVE MİNTAŞ KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. ABDULLAH ATALAR
DR. MEHMET YILMAZ
- Silicon-based nanowires: Top-down fabrication and mechanical behavior
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Finite element formulations for Kirchhoff-Love microplates
Kirchhoff-Love mikroplakaları için sonlu elemanlar formülasyonları
MURAT KANDAZ
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSNÜ DAL
- Mikro işlenmiş kristal silisyum yüzeyinde gözenekli silisyum üretilmesi ve karakterizasyonu
Formation and characterization of porous silicon on a micro-machined monocrystalline silicon surface
KUTAY APAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜREYYA AYDIN YÜKSEL