A production system investigation on nanomanufactured sensors: Direct transfer manufacturing of flexible sic NW-net uvpds
Nano-imalat sensörler üzerine bir üretim sistemleri soruşturması: Esnek sic nanotel-ağ UV fotodetektörlerin doğrudan transferle imalatı
- Tez No: 768862
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN DEMİRİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Industrial and Industrial Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Giyilebilir ve Esnek Elektronik Malzemeler ve İmalat, Silikon Karbür Nanotel, fotoelektriksel özellik, PDCR, Esnek elektrot, Fotoelektriksel özellikler, Giyilebilir teknoloji, Karanlık akım, Silisyum karbür, Üretim, Wearable & Flexible Electronic Materials & Manufacturing, Silicon Carbide Nanowire, Photocurrent Characterization, PDCR, Flexible electrode, Photoelectrical properties, Wearable technology, Dark current, Silicon carbide, Production
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, nanotel ve ince film tabanlı uvpd cihazlarının üretim prosedürleri, endüstri mühendislerinin bakış açısıyla CVD, PVD ve cihaz üretiminin rastgeleliği, malzemeler için sonik banyo ile temizliğin standardizasyonu, SEM ve optik mikroskopi ile kalite kontrol, Keithley ile deney ve ölçümlerin tasarımı, bükülme testleri ve sonuçları ile ürün yaşam döngüsü analizi ve bunların sonuçları ile inovasyon adımları ekonomik analizi genel bir çerçeveyle detaylı bir inceleme olarak gösterilmesi hedeflenmiştir. Retina protezi, e-cilt, görüntüleme ve DNA biyosensörü bu esnek ve katlanabilir cihazlardan uygulama alanlarının sadece birkaçı olup esnek ve görünmez cihazların giyilebilir cihazlar; akıllı elektronikler ve fotonikteki gelişmelerin artan tüketici taleplerini karşılaması beklenmektedir. Bu çalışmada, ölçeklenebilir bir üretim süreci, silikon karbür nanotel-nanotel yumağı (SiC NW-NW bağlantısı) ile direkt transfer metoduyla giyilebilir ultraviyolet fotodedektör (UVPD) prototipi sağlanmaktadır. 1,69 s ve 2,24 s'lik yükseltgenme ve indirgenme süreleri, herhangi bir sapma voltajı olmaksızın UV ışığına karşı iyi bir hız sergilemektedir. Karşılaştırılabilir literatürde akım seviyeleri, güçsüz operasyonlar ve uzun süreli enerji kullanımı açısından hayati önem taşımaktadır. Gerçekten de, güç olmaksızın çalışan cihaz, 254 nm dalga boyunda 5,9 mA/W'lik bir yanıtla 15'lik bir fotoakım-karanlık akım oranı (PDCR) üretir. Prototipin zorlu koşullara dayanıklılığı, yeterli bükme döngüleriyle test edilmektedir. 75 bükme döngüsünden sonra bile, mevcut seviyelere ve PDCR'ye göre olağan normal durumunun ~%96'sında çalışmaya devam etmiştir. Burada kullanılan üretim süreci, büyük ölçekli seri üretime entegrasyonu için nano-üretim yükünü hafifletir, ucuzdur ve çeşitli giyilebilir optoelektronik ürünlerde yeni deney tasarımlarının yolunu açmaktadır. Her şey nazar-ı dikkate alındığında, CVD, PVD ve cihaz üretiminin rastgeleliği, malzemeler için sonik banyo ile temizliğin standardizasyonu, SEM ve optik mikroskopi ile kalite kontrol, Keithley ile deney ve ölçümlerin tasarımı, bükme testleri ile ürün yaşam döngüsü analizi ve Ar-Ge ile inovasyon, endüstri mühendisliği ilkeleri perspektifinden nanotel ve ince film bazlı UVPD cihazlarının vaka üretimi ile araştırılmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, production procedures of nanowire and thin film based uvpd devices are going to be demonstrated with a detailed investigation from the viewpoint of industrial engineers such as; randomness of CVD, PVD, and device production, standardization of cleaning with sonic bath for materials, quality control with SEM, and optical microscopy, design of the experiments and measurements with Keithley, product life cycle analysis by bending tests and their results and innovation steps as a general picture with economic analysis. Flexible and invisible devices are expected to meet increasing consumer demands for upgrades in wearable devices, smart electronics, and photonics such that retinal prosthesis, e-skin, imaging, and DNA biosensor are just a few of these flexible and foldable devices. In this work, a scalable manufacturing process provides the prototype of wearable ultraviolet photodetector (UVPD) via direct transfer method with silicon carbide nanowire-nanowire junction (SiC NW-NW junction). Rise and recovery times of 1.69 s and 2.24 s exhibit good speed to UV-light without any bias voltage. The comparable current levels are vital in terms of powerless operations and long-lasting energy usage. Indeed, the powerless device generates a photocurrent-to-dark current Ratio (PDCR) of 15 with a responsivity of 5.9 mA/W at 254 nm wavelength. Durability to challenging circumstances of the prototype is tested with sufficient bending cycles. Even after 75 bending cycles, it kept functioning ~96 % of the rest state with respect to current levels and PDCR. The manufacturing process used here eases the burden of nano-manufacturing for large-scale integration, is inexpensive, and pave the way for new design of experiment in diverse wearable optoelectronic products. Taking everything into consideration, randomness of CVD, PVD, and device production, standardization of cleaning with sonic bath for materials, quality control with SEM, and optical microscopy, design of the experiments and measurements with Keithley, product life cycle analysis by bending tests and innovation with R&D are going to be investigated by a case, production of nanowire and thin film based UVPD devices from the perspective of industrial engineering principles.
Benzer Tezler
- Santrifüj eğirme sistemi ile üretilen liflerle yapılan kompozitlerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Definition of mechanical properties from centrifugal spun fibrous composites
HARUN YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
YRD. DOÇ. ALİ KILIÇ
- Mini autoclave system for composite curing process
Kompozit malzeme kürleme süreci için mini otoklav sistemi
MEHMET ÇAKICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Silika-fenolik kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of silica-phenolic composites prepared with compression molding method
ÖNDER GÜNEY
Doktora
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Elektrospinning yöntemiyle biyobozunur PCL polimeri kullanılarak nanolif tekstil yüzeylerinin üretilmesi ve üretim parametrelerinin araştırılması
Producted nanofiber textile surfaces using biodegradable PCL polymer by electrospinning method: Investigation of production parametres
AYŞEGÜL GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyomühendislikKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. İSMAİL TİYEK
- Characterization investigations of W-xTi alloys and W-xTi/2 WT% LaB6 composites fabricated by mechanical alloying and sintered using pressureless sintering or spark plasma sintering techniques
Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme ile spark plazma sinterleme yöntemleriyle üretilen W-xTi alaşımların ve W-xTi/2 WT% LaB6 kompozitlerinkarakterizasyon çalışmaları
HADI JAHANGIRI
Doktora
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU