Towards mode shape independent nanoelectromechanical mass spectrometry under atmospheric conditions
Atmosfer koşulları altında mod şeklinden bağımsız nanoelektromekanik kütle spektrometrisine doğru
- Tez No: 828115
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET SELİM HANAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Nanoelektromekanik sistemler, küçük ayak izleri ve üstün kütle hassasiyetleri sayesinde kütle algılama uygulamalarında kullanılmaktadırlar ve diğer birçok teknikle ulaşılamayan (>10 MDa) kütleleri hedeflerken, kDa aralığındaki kütleleri de ölçebilirler. Son zamanlarda, bu sensörler, her ikisi de NEMS-MS alanında önemli zorluklar olan yakalama verimliliklerini artıran ve sistem maliyetini azaltan bir polimerik odaklama merceği entegre edilerek atmosfer koşulları altında konuşlandırıldı. Bununla birlikte, atmosfer koşulları altında konuşlandırıldıklarında, vakumdaki mod şekillerini izleyen simetrik yer değiştirme profillerinin aksine, bu sensörlerin yer değiştirme profilleri, enerji tüketen etkiler nedeniyle ortama bağımlı hale gelir. Parçacık inişiyle frekans kayması iniş konumuna bağlı olduğundan, ilgili denklemlerdeki düzeltmeler, özellikle sensörün kalite faktörü düşük olduğunda analizi daha doğru hale getirir. Bu nedenle, atmosfer koşulları altında tek mod kütle algılaması sağlayan cihazlar, düzeltme ihtiyacını ortadan kaldırır ve mod şeklinden bağımsız kütle algılama sağlar. Burada, bir iniş parçacığının kütlesini hesaplarken konum bağımlılığını ortadan kaldıran, mod şekillerinde tekdüze bölgelere sahip cihazlar öneriyoruz. Tekdüze mod şekilleri, parçacıkların iniş konumları ve frekans kaymaları dikkate alınarak 200 nm floresan polistiren nanoparçacıklar kullanılarak deneylerle ve simülasyonlarla analiz edildi ve doğrulandı. Mod şeklinin tekdüzeliğini doğruladıktan sonra, 40 nm altın nanoparçacık kütle algılama deneyleri yapıldı. Bu nedenle, önerilen cihazlar atmosfer koşulları altında mod şeklinden bağımsız kütle algılaması yapmamızı sağladı.
Özet (Çeviri)
Nanoelectromechanical systems are being utilized in mass sensing applications owing to their small footprints and high mass sensitivities, targeting masses that are unreachable by most other techniques (>10 MDa) while also being able to measure masses in the kDa range. Recently, these sensors were deployed under atmospheric conditions by integrating a polymeric focusing lens, which increased capture efficiencies and decreased the system cost, both of which have been significant challenges in the NEMS-MS field. However, when deployed under atmospheric conditions, the displacement profiles of these sensors become dependent on the environment due to dissipative effects, unlike symmetric displacement profiles that follow the mode shapes in vacuum. Since the frequency shift by particle landing depends on the landing position, the corrections to the governing equations make the analysis more accurate, especially when the quality factor of the sensor is low. Therefore, devices that enable single mode mass sensing under atmospheric conditions remove the need for corrections and enable mode shape independent mass sensing. Here, we propose devices with uniform regions in their mode shapes, which removes the position dependency when calculating the mass of a landing particle. The uniform mode shapes are analyzed and validated by simulations and experiments using 200 nm fluorescent polystyrene nanoparticles whilst considering the landing positions of the particles and frequency shifts. After the uniform mode shape validation, we conducted 40 nm gold nanoparticle mass sensing experiments. Therefore, the proposed devices allowed us to perform mode shape independent mass sensing under atmospheric conditions.
Benzer Tezler
- Reducing in-vehicle communication overload and enhancing efficiency in autonomous and electrical vehicles
Otonom ve elektrikli araçlarda araç içi iletişim yükünü azaltma ve etkinliğini artırma
YUNUS KAĞAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER
- Linux ortamında ATM (asenkron iletim metodu) uygulaması
ATM (asynchronous transfer mode) application on linux
METEHAN SARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. A. COŞKUN SÖNMEZ
- Chiral resonators: Selected electromagnetic and optomechanic applications in microwave and plasmonics
Kiral rezonatörler: Mikrodalga ve plazmonik dalgaboylarında seçilmiş elektromanyetik ve optomekanik uygulamalar
AYBİKE URAL YALÇIN
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAAN GÜVEN
- Betonun Mod I durumundaki göçmesine agrega konsantrasyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
A. FERHAT SARISU