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Graphene NanoElectroMechanical Resonators and Oscillators Título: Graphene NanoElectroMechanical Resonators and Oscillators Autor (es): Chen, Changyao Tese Conselheiro (s): Hone, James Data: 2013 Tipo: Dissertações Departamento (s): Engenharia Mecânica Persistente URL: hdl. handle. net10022AC : P: 19098 Notas: Ph. D. Universidade Columbia. Resumo: Feito de apenas uma folha de átomos de carbono, o grafeno é o material mais fino ainda mais forte já existente. Desde a sua descoberta em 2004, o grafeno atraiu um tremendo esforço de pesquisa em todo o mundo. Garantido pelas excelentes propriedades mecânicas elétricas e excelentes, o grafeno é o bloco de construção ideal para sistemas NanoElectroMechanical (NEMS). Nas primeiras partes da tese, discutirei as fabricação e medição de ressonadores típicos de grafeno NEMS, incluindo ressonadores mecânicos de grafeno duplamente apertados e totalmente apertados. Desenvolvi uma técnica de leitura elétrica usando o grafeno como mixer de freqüência, freqüências ressonantes demonstradas no intervalo de 30 a 200 MHz. Além disso, desenvolvi as invenções avançadas para alcançar a estrutura do portão local, o que levou à detecção de freqüência de ressonância em tempo real sob o sistema de transistor de canal ressonante (RCT). Essa detecção em tempo real melhora a velocidade de medição em 2 ordens de grandeza em comparação com a técnica de mistura de freqüência e é crítica para aplicações práticas. Finalmente, empreguei técnica de ponte equilibrada ativa para reduzir parasitas elétricos gerais e demonstrou a transdução capacitiva pura de ressonadores NEMS de grafeno. As caracterizações das propriedades de ressonadores de grafeno NEMS são seguidas, incluindo freqüência de ressonância e ajuste de fator de qualidade (Q) com tensão, massa e temperaturas. Um modelo de mecânica de contínuo simples foi construído para entender o comportamento de afinação de freqüência, e concorda com dados experimentais extremamente bons. Nas próximas partes da tese, discutirei o comportamento dos ressonadores mecânicos de grafeno no campo magnético aplicado, no regime de Quantum Hall (QH). Os acoplamentos entre movimento mecânico e estrutura de banda eletrônica foram uma sonda direta para quantidades termodinâmicas, potencial químico e compressibilidade. Para ressonadores de grafeno limpos, com fatores de qualidade de 1 vezes 104, sofreu oscilações de freqüência de ressonância à medida que o campo magnético aplicado aumenta. O potencial químico do grafeno desloca-se suavemente dentro de cada LL, fazendo com que a freqüência de ressonância mude em um padrão explícito. Entre LLs, a compressibilidade finita fez com que a freqüência de ressonância mudasse dramaticamente. As oscilações globais de freqüência de ressonância com o campo magnético aplicado podem ser equipadas com apenas um potencial de transtorno como parâmetro livre. Em comparação com a técnica de transporte eletrônico convencional, tais medidas mecânicas provaram ser uma ferramenta mais direta e poderosa, que usamos o estudar as propriedades dos estados de grafenos em estados de simetria quebrados. Na última parte desta tese, apresentarei o estudo de osciladores de grafeno NEMS com loop de feedback positivo. Os osciladores demonstrados são auto sustentados (sem radiofrequência externa, RF, estímulo), e as freqüências de oscilação podem ser controladas por tensão (tensão de porta aplicada). Também estudei cuidadosamente a influência do ganho e da fase de feedback, bem como a compressão da largura de linha em função da temperatura. Assunto (s): Nanotecnologia Engenharia mecânica Física Exibições de itens 1801 Metadados: texto xml Citação sugerida: Changyao Chen. 2013, Graphene NanoElectroMechanical Resonators and Oscillators, Columbia University Academic Commons, hdl. handle. net10022AC: P: 19098.Dissertações Teses - Gradworks Graphene NanoElectroMechanical Resonators and Oscillators por Chen, Changyao. Ph. D. UNIVERSIDADE COLUMBIA . 2013, 209 páginas 3553604 Feito de uma única folha de átomos de carbono, o grafeno é o material mais fino ainda mais forte já existente. Desde a sua descoberta em 2004, o grafeno atraiu um tremendo esforço de pesquisa em todo o mundo. Garantido pelas excelentes propriedades mecânicas elétricas e excelentes, o grafeno é o bloco de construção ideal para sistemas NanoElectroMechanical (NEMS). Nas primeiras partes da tese, discutirei as fabricação e medição de ressonadores típicos de grafeno NEMS, incluindo ressonadores mecânicos de grafeno duplamente apertados e totalmente apertados. Desenvolvi uma técnica de leitura elétrica usando o grafeno como mixer de freqüência, freqüências ressonantes demonstradas no intervalo de 30 a 200 MHz. Além disso, desenvolvi as invenções avançadas para alcançar a estrutura do portão local, o que levou à detecção de freqüência de ressonância em tempo real sob o sistema de transistor de canal ressonante (RCT). Essa detecção em tempo real melhora a velocidade de medição em 2 ordens de grandeza em comparação com a técnica de mistura de freqüência e é crítica para aplicações práticas. Finalmente, empreguei técnica de ponte equilibrada ativa para reduzir parasitas elétricos gerais e demonstrou a transdução capacitiva pura de ressonadores NEMS de grafeno. As caracterizações das propriedades de ressonadores de grafeno NEMS são seguidas, incluindo freqüência de ressonância e ajuste de fator de qualidade (Q) com tensão, massa e temperaturas. Um modelo de mecânica de contínuo simples foi construído para entender o comportamento de afinação de freqüência, e concorda com dados experimentais extremamente bons. Nas seguintes partes da tese, discutirei o comportamento de ressonadores mecânicos de grafeno no campo magnético aplicado, isto é, no regime de Quantum Hall (QH). Os acoplamentos entre movimento mecânico e estrutura de banda eletrônica foram uma sonda direta para quantidades termodinâmicas, isto é, potencial químico e compressibilidade. Para ressonadores de grafeno limpos, com fatores de qualidade de 1 vezes 10 4. sofreu oscilações de freqüência de ressonância à medida que o campo magnético aplicado aumenta. O potencial químico do grafeno desloca-se suavemente dentro de cada LL, fazendo com que a freqüência de ressonância mude em um padrão explícito. Entre LLs, a compressibilidade finita fez com que a freqüência de ressonância mudasse dramaticamente. As oscilações globais de freqüência de ressonância com o campo magnético aplicado podem ser equipadas com apenas um potencial de transtorno como parâmetro livre. Em comparação com a técnica de transporte eletrônico convencional, tais medidas mecânicas provaram ser uma ferramenta mais direta e poderosa, que usamos o estudar as propriedades dos estados de grafenos em estados de simetria quebrados. Na última parte desta tese, apresentarei o estudo de osciladores de grafeno NEMS com loop de feedback positivo. Os osciladores demonstrados são auto sustentados (sem radiofrequência externa, RF, estímulo) e as freqüências de oscilação podem ser controladas por tensão (isto é, tensão de porta aplicada). Também estudei cuidadosamente a influência do ganho e da fase de feedback, bem como a compressão da largura de linha em função da temperatura. Raquo Encontre uma cópia eletrônica em sua biblioteca. 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