Original title: CMOS kompatibilní piezoelektrický rezonátor s FET strukturou pro řízení vlastností grafenové monovrstvy
Translated title: CMOS compatible piezoelectric resonator with FET structure for graphene monolayer properties modulation
Authors: Gablech, Imrich ; Frank,, Otakar (referee) ; Husák,, Miroslav (referee) ; Pekárek, Jan (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2018
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstract: [eng] [cze]
Práce je zaměřena na výzkum nové struktury umožňující charakterizaci fyzikálních vlastností grafenu při přesně řízených podmínkách. Návrh spojuje MEMS piezoelektrický rezonátor spolu s Hall Bar/FET strukturou. Tento přístup umožňuje měnit vlastnosti grafenu odděleně nebo společně dvěma metodami. Mechanický způsob je založen na relativní deformaci způsobené rezonátorem, na kterém je umístěna grafenová monovrstva. Navrhovaná struktura umožňuje měřit vlastnosti grafenu vyvolané pouze změnou mechanického pnutí a frekvencí nucených kmitů bez vlivu vnějšího elektrického pole. Druhý přístup přidává možnost ovládat fyzikální vlastnosti grafenu pomocí elektrického pole FET struktury. Tato technika využívá grafenovou monovrstvu jako laditelný sensor pro molekulární detekci. Měření koncentrace v jednotkách ppb není konstrukčně ničím limitováno. Realizované frekvenčně laditelné piezoelektrické MEMS rezonátory s monovrstvou grafenu budou využitelné v mnoha oblastech pro detekci na molekulové úrovni. Výsledné struktury budou vyrobeny v souladu s požadavky na bio- a CMOS kompatibilitu. This work proposes a new structure allowing characterization of graphene monolayer properties under precisely specified conditions. It combines MEMS piezoelectric resonator with Hall Bar/FET structure. This approach allows changing graphene properties separately or together via two methods. The mechanical way is based on induced strain from the resonator which is graphene monolayer situated on. It brings the opportunity to measure graphene properties induced by the changes of mechanical strain and frequency of forced vibrations without the influence from external electric field. The second way uses FET structure to influence graphene monolayer using an electric field from bottom gate. There is no limit to measure concentration in units of ppb in terms of structure design. This approach of fabrication CMOS-compatible and biocompatible tunable frequency-modulated piezoelectric MEMS resonators with graphene monolayer can be very useful in many fields for molecule level detection.
Keywords: biokompatibilita; CMOS kompatibilita; FET; grafen; MEMS; nitrid hlinitý; piezoelektrický rezonátor; relativní deformace; aluminum nitride; biocompatibility; CMOS-compatibility; FET; graphene; MEMS; piezoelectric resonator; strain

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/136489

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-547118


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses