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Tesis de Tesis - Gradworks Grafeno NanoElectroMecánica Resonadores y Osciladores por Chen, Changyao. Doctor en Filosofía. UNIVERSIDAD DE COLOMBIA . 2013, 209 páginas 3553604 Fabricado con una sola hoja de átomos de carbono, el grafeno es el material más fino y fuerte que existe. Desde su descubrimiento en 2004, el grafeno ha atraído un enorme esfuerzo de investigación en todo el mundo. Garantizado por las excelentes propiedades mecánicas eléctricas y excelentes, el grafeno es el componente ideal para los sistemas NanoElectroMechanical (NEMS). En las primeras partes de la tesis, discutiremos las fabricaciones y medidas de resonadores NEMS típicos de grafeno, incluyendo resonadores mecánicos de grafeno doblemente sujetados y completamente sujetados. He desarrollado una técnica de lectura eléctrica usando grafeno como mezclador de frecuencia, demostrado frecuencias de resonancia en el rango de 30 a 200 MHz. Además, desarrollé las fabricaciones avanzadas para lograr la estructura de puerta local, lo que llevó a la detección de frecuencia resonante en tiempo real bajo esquema de transistor de canal resonante (RCT). Esta detección en tiempo real mejora la velocidad de medición en 2 órdenes de magnitud comparada con la técnica de mezcla de frecuencias y es crítica para aplicaciones prácticas. Finalmente, empleé la técnica de puente balanceado activo para reducir los parásitos eléctricos globales y demostré una transducción capacitiva pura de resonadores NEMS de grafeno. Se siguen las caracterizaciones de las propiedades de los resonadores NEMS de grafeno, incluyendo la frecuencia de resonancia y el factor de calidad (Q) sintonizando con la tensión, la masa y las temperaturas. Se construyó un modelo simple de mecánica de continuo para comprender el comportamiento de ajuste de frecuencia, y está de acuerdo con los datos experimentales extremadamente bien. En las siguientes partes de la tesis, discutiré el comportamiento de resonadores mecánicos de grafeno en campo magnético aplicado, es decir, en el régimen de Cuántica de Hall (QH). Los acoplamientos entre el movimiento mecánico y la estructura de banda electrónica resultaron ser una sonda directa para cantidades termodinámicas, es decir, potencial químico y compresibilidad. Para un resonador de grafeno limpio, con factores de calidad de 1 x 10 4, se sometieron a oscilaciones de frecuencia resonante a medida que se incrementa el campo magnético aplicado. El potencial químico del grafeno se desplaza suavemente dentro de cada LL, haciendo que la frecuencia de resonancia cambie en un patrón explícito. Entre LLs, la compresibilidad finita causó la frecuencia de resonancia que cambia dramáticamente. Las oscilaciones generales de la frecuencia de resonancia con el campo magnético aplicado podrían estar equipadas sólo con el potencial de trastorno como parámetro libre. En comparación con la técnica de transporte electrónico convencional, tales mediciones mecánicas demostraron ser una herramienta más directa y potente, que utilizamos para estudiar las propiedades de los grafenos en estados de tierra en estados de simetría rotos. En la última parte de esta tesis, presentaré el estudio de los osciladores NEMS de grafeno con bucle de retroalimentación positiva. Los osciladores demostrados son autosostenidos (sin radiofrecuencia externa, RF, estímulo), y las frecuencias de oscilación pueden ser controladas por tensión (es decir, tensión de puerta aplicada). También estudié cuidadosamente la influencia de la ganancia de realimentación y la fase, así como la compresión del ancho de línea en función de la temperatura. Raquo Encontrar una copia electrónica en su biblioteca. Utilice el siguiente enlace para acceder a un registro completo de citas de este trabajo de posgrado: Si su biblioteca se suscribe a la base de datos ProQuest Dissertations amp Theses (PQDT), puede tener derecho a una versión electrónica gratuita de este trabajo de posgrado. Si no, usted tendrá la opción de comprar uno, y acceder a una vista previa de 24 páginas de forma gratuita (si está disponible). Acerca de ProQuest Dissertations y Tesis Con casi 4 millones de registros, la base de datos ProQuest Dissertations y Tesis (PQDT) Global es la colección más completa de tesis y tesis en el mundo. Es la base de datos de registro para la investigación de posgrado. PQDT Global combina el contenido de una gama de las universidades más importantes del mundo - desde la Ivy League hasta el Russell Group. De los casi 4 millones de trabajos de postgrado incluidos en la base de datos, ProQuest ofrece más de 2,5 millones en formatos de texto completo. De ellos, más de 1,7 millones están disponibles en formato PDF. Más de 90.000 tesis y tesis se añaden a la base de datos cada año. Si tiene preguntas, no dude en visitar el sitio Web de ProQuest - proquest - o póngase en contacto con el soporte de ProQuest. Copia de Copyright 2016 ProQuest. Todos los derechos reservados. Resumen Se mide el factor de calidad Q de resonadores de tambor de grafeno de capa reducida eléctricamente impulsados, proporcionando una demostración experimental de que Q 1 / T. Donde T es la temperatura. Desarrollamos un modelo que incluye acoplamiento intermodal y resonadores de grafeno tensado. Debido a que los resonadores son atómicamente delgados, las fluctuaciones fuera del plano son grandes. Como resultado, Q se determina principalmente por amplificación de frecuencia estocástica en lugar de amortiguamiento por fricción, en analogía con la resonancia magnética nuclear. Este modelo está en buen acuerdo con el experimento. Adicionalmente, en unidades mayores, el ancho de la línea de resonancia es mejorado por amortiguamiento no lineal, en concordancia cualitativa con la teoría reciente de amortiguación por radiación de fonones en el plano. La amplificación paramétrica producida por la expansión térmica periódica del voltaje de accionamiento de la corriente alterna da una anchura anormalmente grande de la línea en los accionamientos más grandes. Nuestros resultados contribuyen a un marco general para la comprensión de los mecanismos de disipación y ampliación de la línea espectral en resonadores de membrana atómica delgada. Palabras clave: Derivaciones de las fórmulas utilizadas y cifras adicionales que muestran un diagrama esquemático de la geometría del dispositivo, variación de la frecuencia y Q con voltaje de puerta y análisis de parámetros no lineales. Este material está disponible de forma gratuita a través de Internet en pubs. acs. org. MetricsGraphene Resonadores Mecánicos y Aplicaciones Grafeno Mechanical Resonators and Applications Ponente: Changyao Chen. Universidad de Columbia Ubicación: Laboratorio Spalding 106 (Sala de Seminarios Memorial Hartley) El grafeno es el material más fino y fuerte que se ha probado. Garantizado por las excelentes propiedades mecánicas eléctricas y excelentes, el grafeno es el componente ideal para los sistemas NanoElectroMechanical (NEMS). Sin embargo, la pequeña señal asociada con el tamaño miniatura hace que la medición eléctrica eficiente sea muy difícil. En mi charla, primero discutiré diferentes técnicas de lectura eléctrica para resonadores mecánicos de grafeno, y sus propiedades sobre cambios en temperatura y masa. Luego, demostraré las aplicaciones de los resonadores de grafeno para dos propósitos: uno como herramientas sensibles para medir la oscilación del potencial químico del grafeno en el campo magnético aplicado y otro como elementos activos para construir osciladores mecánicos autosostenibles. Series: Serie de seminarios sobre física aplicada