Nanovadu nanoelektromehāniskais masas sensors

Abstract

Nanoelektromehāniskos (NEM) sensorus var izmantot mazas masas objektu svēršanai. Sensoru darbība balstas uz rezonanses frekvences nobīdes mērījumiem, izmainoties sistēmas masai. Pateicoties nanomēroga izmēriem nanovadu sensoru rezonanses frekvences ir augstas un ļoti mazas masas izmaiņas rada detektējamas rezonanses frekvences izmaiņas. Darba mērķis ir izstrādāt eksperimentālu metodi, kas ļautu nanovadu elektromehānisko masas sensoru izmantot dažādu nanoobjektu uznešanai definētā vietā uz sensora, noteikt objekta masu un struktūru, kā arī izpētīt uz nanovadiem balstītās NEM ierīces darbību ietekmējošus faktorus. Darbā demonstrēta kontrolēta grafēna parauga uznešana uz aktīvā elementa – Ge nanovada, kas balstās uz adhēzijas mijiedarbību starp grafēna un germānija virsmām. Pamatojoties uz iegūtiem eksperimentāliem datiem, tika noteikts atomāro monoslāņu skaits grafēna paraugā.

Nanoelectromechanical (NEM) sensors can be used for small mass objects weighing. The sensor is based on measuring of the resonance frequency shift, which occurs due to the system’s mass change. Owing to nano-scale dimensions of the nanowire-based sensor it’s resonance frequencies are high. Thereby small mass change causes detectable resonant frequency shift. The objective is to develop an experimental method that would allow the use the nanowire-based nanoelectromachanical mass sensor for placing of a nanoobject on the defined position as well as for determination of mass and structure of the nanoobject. Also the nanowire-based nanoelectromechanical (NEM) device’s performance and it’s operation influencing factors are to be explored. This work demonstrates controlled graphene sample deposition onto the active element - Ge nanowire. The deposition is based on the adhesive interactions between the graphene and germanium surfaces. The number of graphene monolayers in the sample is determined from the obtained experimental data.