| Περίληψη |
Οι ακουστικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, που κυμαίνεται από τις τηλεπικοινωνίες μέχρι τη μελέτη πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων. Μέχρι σήμερα οι περισσότερες από αυτές τις συσκευές βασίζονταν σε υλικά όπως ο χαλαζίας, το LiTaO3 και το LiNbO3, τα οποία δεν είναι συμβατά με τεχνικές διεργασίας ημιαγωγών. Ταυτόχρονα, διάφοροι παράγοντες, όπως η θερμοκρασία, επιδρούν στη λειτουργία της συσκευής, με συνέπεια να επηρεάζουν τις μετρήσεις. Από την άλλη, μια αξιόλογη προσπάθεια έχει γίνει με τη χρήση υλικών όπως τα πολυκρυσταλλικά AlN και ZnO, τα οποία εναποτίθενται με τη μέθοδο κονιορτοποίησης στόχου. Παρότι τα υλικά αυτά πληρούν τη παραπάνω συμβατότητα, η ποιότητα τους δεν είναι και η καλύτερη. Αυτό με τη σειρά του μπορεί να επηρεάσει πάλι τη λειτουργία της συσκευής. Στη συγκεκριμένη δουλειά χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά GaN υλικό σε ακουστική συσκευή τύπου Lamb. Η εναπόθεση του υλικού έγινε με τη μέθοδο MOCVD, μια μέθοδο γνωστή για τη δημιουργία υλικών με υψηλή κρυσταλλική ποιότητα. Ο βασικός στόχος ήταν η δημιουργία ενός ακουστικού βιοαισθητήρα με υψηλή ευαισθησία στις διάφορες αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν μέρος στην επιφάνεια και ο οποίος να μπορεί να ολοκληρωθεί μονολιθικά πάνω στην ίδια ψηφίδα με άλλους αισθητήρες και κυκλώματα, οδηγώντας στη δημιουργία συστημάτων τύπου lab-on-a-chip. Η συσκευή που κατασκευάστηκε, αξιολογήθηκε σαν χημικός και βιολογικός αισθητήρας, επιδεικνύοντας υψηλή ευαισθησία. Η χρησιμοποίηση διαφορετικών βιομορίων αποδεικνύει τη δυνατότητα χρήσης του συγκεκριμένου συστήματος σε εφαρμογές που σχετίζονται τόσο με το περιβάλλον, όσο και την υγεία.
Στο πρώτο κεφάλαιο (Βιοαισθητήρες) ο αναγνώστης θα έρθει σε επαφή με τις έννοιες του αισθητήρα/ βιοαισθητήρα, τα είδη που υπάρχουν, καθώς και κάποια βασικά χαρακτηριστικά τους.
Στο δεύτερο κεφάλαιο (Ακουστικές συσκευές) γίνεται μια γενική περιγραφή των ακουστικών συσκευών που υπάρχουν. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους ακουστικούς βιοαισθητήρες, με διάφορα παραδείγματα μέσα από την βιβλιογραφία. Οι αισθητήρες τύπου Lamb (κεφάλαια 5-9) και Love (κεφάλαιο 4) περιγράφονται αναλυτικά.
Το κεφάλαιο 3 (Υλικά και μέθοδοι) περιέχει τις διάφορες μεθόδους, καθώς και όλα τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν (από την κατασκευή μέχρι και τα βιολογικά πειράματα).
Στο τέταρτο κεφάλαιο (Αρχικά πειράματα) γίνεται συζήτηση της προσπάθειας ανίχνευσης βακτηρίων με ακουστικούς αισθητήρες τύπου Love πάνω σε χαλαζία.
Ουσιαστικά, τα συμπεράσματα αυτού του κεφαλαίου αποτέλεσαν το έναυσμα προς την ανάπτυξη ενός συστήματος με καλύτερα χαρακτηριστικά.
Η ανάπτυξη αυτή, που περιλάμβανε τη σχεδίαση και κατασκευή ενός αισθητήρα τύπου Lamb πάνω σε κρυσταλλικό υλικό GaN, περιγράφεται στο κεφάλαιο 5 (Ακουστική συσκευή τύπου Lamb).
Η αξιολόγηση του αισθητήρα με διάφορα χημικά και βιολογικά μόρια γίνεται στο κεφάλαιο 6 (Αξιολόγηση του αισθητήρα Lamb). Επιπλέον, γίνεται έλεγχος της επίδρασης της θερμοκρασίας στη λειτουργία του αισθητήρα καθώς και διαφόρων άλλων μηχανικών παραμέτρων.
Το έβδομο κεφάλαιο (Πειράματα πολλαπλής συχνότητας) περιλαμβάνει τη σχεδίαση ακουστικών συσκευών τύπου Lamb με διαφορετικές συχνότητες λειτουργίας και την αξιολόγηση τους. Σκοπός της συγκεκριμένης δουλειάς ήταν να μελετηθεί η ευαισθησία του αισθητήρα Lamb σαν συνάρτηση της συχνότητας.
Ο σχεδιασμός και η κατασκευή μιας συστοιχίας Lamb περιγράφεται στο κεφάλαιο 8 (Συστοιχία αισθητήρων τύπου Lamb). Βασική πρωτοτυπία ήταν η δημιουργία ενός συστήματος που λειτουργεί ταυτόχρονα σε περισσότερες από μια συχνότητες, χωρίς τη χρήση εξωτερικού μηχανήματος (σύστημα εναλλαγής).
Τέλος, στο ένατο κεφάλαιο (Επίλογος) αναφέρονται οι καινοτομίες της συγκεκριμένης εργασίας. Περιγράφονται πιθανές εφαρμογές, καθώς επίσης γίνεται κοστολόγηση του αισθητήρα και σύγκριση με εμπορικά διαθέσιμα συστήματα.
|
Αναζήτηση
