اگر به بررسی موبیلیتی (µ) در ترانزیستورهای لایه نازک آلی در سال های اخیر بپردازیم یک روند افزایشی را در آن به سه دلیل (1-ترکیب نیمه هادی های آلی جدید 2-اتصالات سورس ودرین وشکل بندی کلی ترانزیستور بهینه شده است 3-پارامترهای لایه رسوب شده نیمه هادی آلی بهینه شده اند) مشاهده می کنیم که ما نیز جهت رسیدن به موبیلیتی قابل قبول تحت ولتاژاعمالی گیت پایین روی آنها تمرکز می کنیم. مثلاٌ pentance یکی از عمده ترین نیمه هادی آلی می باشد که برای ترانزیستورهای لایه نازک آلی مورد مطالعه قرار گرفته است و بالاترین رکورد موبیلیتی بوسیله این نوع نیمه هادی گزارش شده و عملکرد این نوع ترانزیستور را از حالت اشباع خارج کرده است.وهمچنین برای رسوب لایه های نیمه هادی برای استفاده دراین نوع ترانزیستور از دو روش حلالیت و خلاء استفاده می شود که هر کدام مزایای خاص خود را دارند از قبیل کم هزینه بودن و کیفیت بالای لایه ی رسوب شده که روی افزایش موبیلیتی تاءثیر چشمگیری دارد. در نهایت روی تاءثیرتابع کار الکترودهای فلزی درین وسورس و ولتاژاعمالی گیت درعملکرد ترانزیستورهای لایه نازک آلی تمرکز می کنیم که هر چقدر تابع کار الکترودهای فلزی به کاررفته به عنوان سورس و درین بیشتر باشد جریان درین در ولتاژ درین یکسان بیشتر خواهد شد و به تناسب آن موبیلیتی نیزافزایش پیدا می کند و همچنین موبیلیتی های بالایی که تا امروز از این نوع ترانزیستور بدست آمده تحت تاءثیر ولتاژ اعمالی گیت بالا در حدود 100- ولت می باشد که اگرولتاژ اعمالی را کاهش دهیم موبیلیتی نیز کاهش پیدا می کندما می خواهیم موبیلیتی بالایی را تحت تاءثیرولتاژگیت پایین بدست آوریم. که برای رسیدن به این هدف یعنی کم کردن ولتاژاعمالی، می توانیم عایق گیت با نسبت دی الکتریک بالا (?) بکار ببریم یا به جای افزایش نسبت دی الکتریک ضخامت لایه ی دی الکتریک را کاهش دهیم و همچنین موبیلیتی به باردرواحد سطح روی نیمه هادی آلی در طرف عایق بستگی دارد که تابعی از تمرکزحامل های ذخیره شده در ناحیه ی کانال است که بوسیله ی جایگزین کردن دی اکسید سیلسیوم با عایقی که در ترانزیستورلایه نازک به کار رفته می توان همان تمرکز حامل را در ولتاژگیت پایین بدست آورد.

تا کنون تکنولوژی پروب های عصبی تاثیرات مثبت قابل توجهی در شناخت ما از مغز انسان و چگونگی کارکرد آن داشته است. این پروب ها ساختار هایی هستند که میان بافت عصبی مغز و دستگاه های فیزیکی و الکترونیکی ارتباط ایجاد می کنند. پروب ها وارد قسمت های مختلف مغز می شوند و بخش های مختلف آن را تحریک و یا سیگنال هایی از آن بخش ها را آشکار می کنند. بنابراین چنین ساختار هایی باید طوری طراحی و ساخته شوند که کمترین اثرات منفی را هنگام ورود به بافت مغز داشته باشند. مشخصات مکانیکی پروب های عصبی از مواردی است که باید به آن توجه شود تا پروب ها هنگام ورود به بافت عصبی و هنگام وارد شدن به مغز تحت نیرو های فشاری و کششی صدمه نبینند. از دیگر مسائلی که باید در نظر گرفت، دریافت سیگنال هایی تا حد امکان با نویز کم و توان بالا می باشد تا بتوان پس از دریافت سیگنال، از آن در سیستم های الکترونیکی استفاده کرد. برای این منظور باید بتوان میکروالکترود را تا حد امکان به سلول عصبی مقصد نزدیک کرد تا سیگنال های دریافتی از آن کیفیت مورد نظر را داشته باشند. هدف از انجام این پروژه طراحی و بررسی ساختاری مناسب است تابتوان کیفیت دریافت سیگنال را بهبود داد و امکان ساخت پروب هایی را فراهم کرد که بتوانند با حداقل اثرات جانبی وارد بافت های عصبی شده و به سلول های عصبی نزدیک شوند تا سیگنال های مناسب را از مغز دریافت کنند. ساختار میکروالکترومکانیکی ارائه شده در این تحقیق، با توجه به بررسی های انجام شده، امکان تولید نیروی مورد نظر برای حرکت میکروالکترود عصبی را خواهد داشت، و به دلیل استفاده استفاده از سیستم نگه دارنده ی پیشنهاد شده، توان مصرفی این سیستم در مقایسه با سیستم های حرکتی در پروب های عصبی قبلی به طور قابل توجهی کاهش یافته است.

امروزه با توسعه روز افزون تکنولوژی mems و کاربردهای گسترده آن در مهندسی پزشکی می توان قطعاتی را طراحی نمود که قابل کاشت (implantable ) در داخل بدن باشد. اندازه گیری مقدار قند خون یکی از زمینه هایی می باشد که با توسعه تکنولوژی memsمورد توجه بوده است. در بیماران دیابتی نوع دوم، میزان قند خون بالا می باشد و از آنجایی که با افزایش قند خون احتمال بیهوشی نیز بالا می رود، لذا اندازه گیری قند خون بصورت پیوسته و یا در بازه های زمانی مشخص به منظور جلوگیری از بیهوشی دارای اهمیت ویژه ای می باشد. با توجه به تحقیقات انجام شده، در این پروژه ساختاری قابل کشت برای اندازه گیری گلوکز معرفی می کنیم. در حالت کلی این ساختار از سه بخش مجزا تشکیل یافته است که عبارتند از : biofuel cell , glucose sensor و مدار processer& rf . که در این پروزه هدف طراحی biofuel cell به همراه glucose sensor می باشد : 1- biofuel cell برای تحقق منبع تغذیه مستقل جهت اندازه گیری و پردازش مقدار قند خون از biofuel cell که یک سلول سوختی برای تولید انرژی الکتریکی است استفاده می شود، در این ساختار از واکنش گلوکز با اکسیژن در دو الکترود مجزا، انرزی الکتریکی تولید می شود . مولفه های موثر در biofuel cell ها مواد الکترواکتیو، الکتروکاتالیستی الکترودها،الکترود ها، شکل و ابعاد الکترودها به همراه گلوکز و اکسیژن می باشد که باید مواد مورد استفاده با محیط فیزیولوژیکی سازگار باشد. در این پروژه در قسمت biofuel cell سعی خواهیم کرد تا به صورت in-vitro و در شرایط آزمایشگاهی مقدار توان و ولتاژ خروجی را برحسب زمان با استفاده از تکنیک کرونو آمپر متری و کرونو پتانسیو متری بررسی کنیم و در محیط مجازی با استفاده از نرم افزار comsol سعی خواهیم کرد با شبیه سازی biofuel cell برای ابعاد مختلف الکترود ها، توان تولیدی را پیش بینی کنیم. 2-glucose sensor در قسمت sensing glucose ابتدا منحنی کالیبراسیون اندازه گیری قند خون در نمونه های آزمایشگاهی شبیه سازی شده بر اساس مقدار انرژی تولیدی و تناسب آن با مقدار گلوکز اکسید شده بدست آورده و نهایتا میزان قند خون در نمونه های حقیقی با استفاده از این منحنی ها تعیین خواهد شد.

طراحی شبکه توزیع پالس ساعت در سطح عمومی برای ریزپردازنده های چند گیگاهرتزی بطور روزافزونی مشکل ، وقت گیر و پیچیده میشود. ازآنجا که مشکلاتی از قبیل اختلاف مکانی یا زمانی در رسیدن پالس ساعت jitter,skew) ( از چالشهای اصلی و اساسی شبکه توزیع پالس ساعت بوده اند، با ادامه روند افزایش فرکانس کاری ریزپردازنده ها این دو فاکتور skew و jitter باید نسبت به طول دوره پالس ساعت کاهش یابند.از این رو روشهای گوناگونی جهت رفع این معضل پیشنهاد شده است ، اما تنها برخی ازروشها عملی بوده اند و تا به حال به کار گرفته شده اند.از آنجا که با استفاده از امواج ایستاده در تئوری از نظر فازی تاخیری وجود نخواهد داشت و همه جای خطوط توزیع همزمان نوسان خواهد کرد، skew صفر خواهد شد. در این پایان نامه کارآمد ترین توپولوژی و سیستم توزیع پالس ساعت در فرکانس 10 گیگا هرتز با استفاده از امواج ایستاده بررسی و با استفاده از نرم افزار awr شبیه سازی شده است. سطح عمومی توزیع پالس ساعت پیشنهادی به شکل کندو است که خاصیت هم پوشانی و انعطاف قابل توجهی دارد. با استفاده از طرح کندو و روش ارائه شده برای طراحی شبکه توزیع به همراه ارائه روشی برای کالیبره کردن سلف هایی که اخیراً در شبکه توزیع برای کاهش طول خطوط انتقال استفاده می شوند، شبکه ای با skew ای در حد0/8 % طول دوره پالس طرح شده است.

چکیده: شیشه سرامیک های بدست آمده از تبلور ترکیبات شیشه در سیستم سه تایی cao-sio2-mgo خواص شیمیایی و مکانیکی خوبی از خود نشان داده اند. به همین دلیل این مواد برای کاربردهای زیادی مناسب هستند. همچنین به عنوان یکی از سیستم های شیشه سرامیک با ویژگی های دی الکتریک مطلوب شناخته شده اند. در این پژوهش رفتار تبلور و سینترپذیری شیشه سرامیک سیستم cao-sio2-mgo مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انتخاب ترکیب شیشه مبنا از ترکیب استوکیومتری ولاستونیت و درصدهای مختلف mgo استفاده شد. با انتخاب ترکیب مبنا و افزودن اکسیدهای zno و fe2o3 در مقادیر مختلف به عنوان کمک ذوب و جوانه زا، ترکیب شیشه سرامیک مناسب از نظر تبلور مورد بررسی قرار گرفت. ساختار ترکیب های مختلف شیشه با استفاده از آنالیز ftir بررسی شد. بررسی تبلور شیشه سرامیک دارای افزودنی های مختلف، با آنالیز گرمانگاشت dta، پرتو اشعه ایکس (xrd) مورد ارزیابی قرار گرفت. سینترپذیری و تبلور شیشه سرامیک ها در محدوده دمای 790 تا oc 910 با اندازه گیری درصد انقباض خطی و چگالی نسبی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی فازی، ریزساختاری و اندازه گیری خواص دی الکتریک نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. در ترکیب های شامل 3 و 5 درصد افزودنی های znoو fe2o3، فاز آکرمانیت بیشتری تشکیل شده که از ویژگی های دی الکتریک ضعیف تری برخوردار شد. در نتیجه ترکیب های بهینه شامل شیشه پایه حاوی %wt 1 zno و %wt 1fe2o3 به عنوان بهینه ترین ترکیب ها با بیشترین مقدار فاز ولاستونیت انتخاب شدند. شیشه سرامیک حاوی %wt 1 fe2o3 سینترپذیری مطلوب تری نسبت به شیشه سرامیک های شیشه پایه و حاوی %wt 1 zno نشان داد. همچنین این ترکیب پایین ترین اتلاف دی الکتریک را نسبت به ترکیب های دیگر نشان داد. ترکیب حاوی %wt 1 zno بعلت دانسیته نسبی پایین تر ثابت دی الکتریک پایین تری را نشان داد. دمای oc830 به عنوان دمای بهینه سینترینگ دارای بالاترین مقدار دانسیته نسبی و انقباض خطی انتخاب شد. در این دما، شیشه سرامیک های حاوی %wt 1 fe2o3 و %wt 1 zno در محدوده فرکانس 12-8 گیگاهرتز به ترتیب ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک 96/6، 0014/0 و 28/6، 004/0 را نشان دادند. ثابت دی-الکتریک ترکیب های مختلف شیشه سرامیک در دماهای مختلف در محدوده 51/7-53/5 و اتلاف دی الکتریک 007/0-0014/0 بدست آمد.

چکیده: طیف سنجی مادون قرمزامروزه به یکی از روش های دقیق و متداول برای شناسایی مواد تبدیل گردیده است. با استفاده از تبدیل فوریه در طیف سنجی مادون قرمز که منجر به بهبود عملکرد این تجهیزات در مقایسه با دستگاه طیف سنج مادون قرمز معمولی گردیده و مزایای فراوانی بهمراه داشته است. برای نمونه سرعت بالای جمع آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز بهتر در دسترس قرار گرفته است. در این پایان نامه هدف طراحی و شبیه سازی یک نمونه طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه در ابعاد میکرو بوده است که در ابتدا شبیه سازی در سطح سیستمی انجام گرفته است. در نرم افزار matlab با شبیه سازی تداخل سنج مایکلسون و بررسی المانهای متغیر در این تداخل سنج تلاش شد که سیگنال تداخل نما و طیف حاصل از این سیگنال را در خروجی بدست آوریم و در مرحله بعدی تغییرات المانهای متغیر در کیفیت سیگنال خروجی بررسی شد که با مقایسه نتایج سعی شد سیستم مناسبی طراحی شود. در قدم بعدی با بررسی امکانات ساخت و تلاش برای طراحی یک طیف سنج مادون قرمز به این نتیجه رسیدیم که استفاده از تداخل سنج توری های پراش گزینه مناسبتری برای ساخت خواهد بود. در این راستا انواع توری پراش بررسی شد و با گزینش نمونه مناسب بر اساس تداخل سنجهای ساخته شده در تحقیقات پیشین، شبیه سازی یک نمونه تداخل سنج توری پراش را در نرم افزار matlab انجام دادیم و با بررسی المانهای تاثیر گذار در سیگنال تداخل نمای خروجی سعی شد طراحی مناسبی برای این تداخل سنج انجام شود. مرحله بعدی مدل کردن وشبیه سازی پارامترهای اپتیکی ماده نمونه در برنامه matlab و استفاده از مشخصات اپتیکی ماده مورد نظر برای تاثیر بر سیگنال تداخل نما در برنامه بود که با بررسی مدل های اپتیکی مختلف، مدل درود-لورنتس برای تخمین ماده مورد نظر در نرم افزار انتخاب شد. مشخصات اپتیکی آب خالص در برنامه شبیه ساز وارد شد و نتیجه طیف خروجی با طیف این ماده در منابع علمی مقایسه شد. با توجه به این که مدل مناسبی برای تخمین مشخصات اپتیکی ماده آلی یافت نشد، نمونه ای از تحلیل مواد آلی در این پایان نامه وارد نگردید. ولی در صورت بدست آمدن مدل اپتیکی یک ماده آلی و ورود آن در برنامه امکان تخمین طیف ماده مورد نظر وجود دارد. بعد از شبیه سازی در برنامه matlab تصمیم به شبیه سازی در برنامه های تخصصی اپتیک گرفته شد تا شبیه سازی دقیقتر و با حضور شرایط واقعی تر نوری انجام بگیرد و با بررسی برنامه های مختلفی همچون comsol و optifdtd و rsoft و tracepro با در نظر گرفتن امکانات نرم افزاری دانشکده، تصمیم به استفاده از optifdtd و شبیه سازی تداخل سنج در این نرم افزار گرفته شد که نتایج این شبیه سازی ها در پایاننامه آورده شده است. در آخر برای ساخت تداخل سنج توری پراش دو نمونه روش ساخت مختلف پیشنهاد شده است. در روش اول که روش ساده تری است امکان استفاده از زیر لایه های قابل دسترس در نظر گرفته شده است. دراین پایاننامه هدف شبیه سازی در ناحیه طول موجی مادون قرمز میانی بوده است در صورتی که در نتایج شبیه سازی ناحیه های طول موجی مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز دور نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده: طیف سنجی مادون قرمزامروزه به یکی از روش های دقیق و متداول برای شناسایی مواد تبدیل گردیده است. با استفاده از تبدیل فوریه در طیف سنجی مادون قرمز که منجر به بهبود عملکرد این تجهیزات در مقایسه با دستگاه طیف سنج مادون قرمز معمولی گردیده و مزایای فراوانی بهمراه داشته است. برای نمونه سرعت بالای جمع آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز بهتر در دسترس قرار گرفته است. در این پایان نامه هدف طراحی و شبیه سازی یک نمونه طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه در ابعاد میکرو بوده است که در ابتدا شبیه سازی در سطح سیستمی انجام گرفته است. در نرم افزار matlab با شبیه سازی تداخل سنج مایکلسون و بررسی المانهای متغیر در این تداخل سنج تلاش شد که سیگنال تداخل نما و طیف حاصل از این سیگنال را در خروجی بدست آوریم و در مرحله بعدی تغییرات المانهای متغیر در کیفیت سیگنال خروجی بررسی شد که با مقایسه نتایج سعی شد سیستم مناسبی طراحی شود. در قدم بعدی با بررسی امکانات ساخت و تلاش برای طراحی یک طیف سنج مادون قرمز به این نتیجه رسیدیم که استفاده از تداخل سنج توری های پراش گزینه مناسبتری برای ساخت خواهد بود. در این راستا انواع توری پراش بررسی شد و با گزینش نمونه مناسب بر اساس تداخل سنجهای ساخته شده در تحقیقات پیشین، شبیه سازی یک نمونه تداخل سنج توری پراش را در نرم افزار matlab انجام دادیم و با بررسی المانهای تاثیر گذار در سیگنال تداخل نمای خروجی سعی شد طراحی مناسبی برای این تداخل سنج انجام شود. مرحله بعدی مدل کردن وشبیه سازی پارامترهای اپتیکی ماده نمونه در برنامه matlab و استفاده از مشخصات اپتیکی ماده مورد نظر برای تاثیر بر سیگنال تداخل نما در برنامه بود که با بررسی مدل های اپتیکی مختلف، مدل درود-لورنتس برای تخمین ماده مورد نظر در نرم افزار انتخاب شد. مشخصات اپتیکی آب خالص در برنامه شبیه ساز وارد شد و نتیجه طیف خروجی با طیف این ماده در منابع علمی مقایسه شد. با توجه به این که مدل مناسبی برای تخمین مشخصات اپتیکی ماده آلی یافت نشد، نمونه ای از تحلیل مواد آلی در این پایان نامه وارد نگردید. ولی در صورت بدست آمدن مدل اپتیکی یک ماده آلی و ورود آن در برنامه امکان تخمین طیف ماده مورد نظر وجود دارد. بعد از شبیه سازی در برنامه matlab تصمیم به شبیه سازی در برنامه های تخصصی اپتیک گرفته شد تا شبیه سازی دقیقتر و با حضور شرایط واقعی تر نوری انجام بگیرد و با بررسی برنامه های مختلفی همچون comsol و optifdtd و rsoft و tracepro با در نظر گرفتن امکانات نرم افزاری دانشکده، تصمیم به استفاده از optifdtd و شبیه سازی تداخل سنج در این نرم افزار گرفته شد که نتایج این شبیه سازی ها در پایاننامه آورده شده است. در آخر برای ساخت تداخل سنج توری پراش دو نمونه روش ساخت مختلف پیشنهاد شده است. در روش اول که روش ساده تری است امکان استفاده از زیر لایه های قابل دسترس در نظر گرفته شده است. دراین پایاننامه هدف شبیه سازی در ناحیه طول موجی مادون قرمز میانی بوده است در صورتی که در نتایج شبیه سازی ناحیه های طول موجی مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز دور نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

انرژی جنبشی در فرم های حرکت یا ارتعاشات از تنوع و وسعت زیادی در محیط اطراف بر خوردار می باشد. همچنین قابلیت کسب چگالی توان خوب باعث شده است که انرژی جنبشی یکی از گزینه های مناسب برای کسب انرژی باشد. با توجه به بررسی طراحی مولد های اینرسایی توان خروجی متناسب با می باشد، بدین معنی که توان خروجی متناسب با m و افزایش می یابد. اما باید نسبت فرکانسی منبع تحریک به فرکانس طبیعی مولد در نظر گرفته شود. مورد دیگری که باید مد نظر گرفت رنج فرکانسی پایین برای حرکت و نوسانات بدن می باشد. در نتیجه به منظور افزایش توان با توجه به محدودیت ساخت و حجم مولد با انتخاب بیشترین جرم ممکن برای سطح مشخص مولد، می توان با افزایش فرکانس نوسانات مکانیکی توان خروجی را بهبود داد. بدین منظور مولد خازنی الکترتی به طور حالت میرائی با فرکانس طبیعی بالا مورد استفاده قرار گرفته است و کل سیستم توسط دو تیر موازی معلق گردیده است. که شامل دو تیر متصل شده به هم با شکل اولیه کسینوسی می باشند. زمانی که این مکانیزم از مرکز آن به سمت پایین کشیده می شود ابتدا دچار خمیدگی می شود وسپس به حالت پایدار دوم پرش می کند. پرش به حالت پایدار دوم سبب شتاب بزرگ که می توان به عنوان یک تحریک ضربه در نظر گرفت. شتاب بزرگ یک جابه-جایی اولیه در مولد های فرکانس بالا القا می کند و مولد ها شروع به نوسان میرائی و در نتیجه تولید توان می کنند. با طراحی این مولد برای نوسانات بدن با فرکانس 1hz و دامنه نوسان 5mm به چگالی توان خزوجی 12µw/cm3 رسیدیم که با این روش نسبت به مولد های معمول خازنی توانستیم چگالی توان را حدود 6 برابر افزایش دهیم.

روی آوردن به سمت انتقال تمام نوری اطلاعات از هم اکنون یک ضرورت انکار ناپذیر است . تکنولوژی mems امکان مجتمع سازی اجزای نوری و مینیاتوری کردن سیستم ها را فراهم ساخته است که منجر به افزایش قابلیت اعتماد و توانمند سازی بسیار زیاد سیستمهای نوری می گردد. میکروآینه ها به تعداد زیاد در آرایه های مختلف با دقت زوایای انعکاسی بسیار دقیقی تولید شده اند در این طرح اشعه نوری تابیده شده از فیبر ورودی به یک میکروآئینه در آرایه ای از میکروآئینه ها ی موسوم به dlp و انعکاس آن به یک آئینه ثابت میانی و متمرکز سازی توسط آن بر روی میکروآئینه خروجی روی همان آرایه dlp منعکس شده و با استفاده از یک درجه آزادی میکروآئینه ورودی و یک درجه آزادی میکروآئینه خروجی به یکی از فیبر های نوری خروجی واقع شده بر یک خط سوئیچ می شود. سیستم طراحی شده ابتدا در نرم افزار opti fdtd شبیه سازی شده و با چرخش زاویه یک میکرو آئینه متحرک روی dlp و انعکاس نور رسیده حاوی اطلاعات به آرایه ای از آینه های ثابت که هرکدام متناظر با یک فیبر نوری خروجی می باشند موجب انجام عمل سوئیچینگ بین یک فیبر ورودی به چندین فیبر خروجی می گردد ، امکان سنجی شده و با تغییر زاویه انعکاس حالت مختلف بررسی گردیده و مقدار توان نور رسیده به هر فیبر محاسبه می گردد. و نهایتا با نرم افزار دقیقتر tracepro حالت مختلف قرار گرفتن فیبر های خروجی نسبت به آرایه آینه های ثابت روی dlp و یک آینه متحرک که با چرخش زاویه های بازتابش خود حالت های مختلفی را بوجود می آورد بررسی گردیده و مقدار فلوی موثر نور رسیده به هرکدام از فیبر ها در حالت های مختلف محاسبه گردیده است .

برای ثبت و تحریک سیگنال های عصبی تا بحال دستگاه های مختلفی ساخته و استفاده شده اند. ولی امروزه یکی از دقیقترین وسایل برای ثبت وتحریک سیگنال های عصبی ? پروب عصبی است. پروب هایی که در این زمینه پیشنهاد می شوند به دلیل استفاده در درون بدن موجود زنده و نیز طولانی بودن مدت زمان استفاده در بدن ? باید توانایی کار در این شرایط را نیز دارا باشند. بهمین خاطر اصلی ترین چالش در ساخت این پروب ها جنس خود پروب می باشد بگونه ای که باید از لحاظ بیولوژیکی تطابق داشته باشد و از طرفی به حدی کوچک باشد تا در بافت مورد نظر نفوذ کرده و در آنجا با استحکام کافی قرار گیرد. پروب ها با جنس های مختلفی مانند سیلیکون ? یاقوت ? شیشه ? فلز و پلیمرها مورد استفاده قرار گرفته اند که هر کدام از این انواع حسگرها دارای مزایا و معایب خاص خود می باشند. در این پایان نامه سعی شده است ? پروبی طراحی شود که مزیت های سایر پروب ها را داشته و با توجه به امکانات آزمایشگاهی موجود قابل ساخت باشد. با این تفکر دو پروب پیشنهاد شده است که یکی ازاین پروب ها ? الکترود کاف است و در اعصاب محیطی استفاده می شود و موفق به ساخت آن با pdms شدیم. پروب دیگر ? پروبی است که در اعصاب مرکزی استفاده می شود و سعی شده روش جدیدی برای ساخت آن پیشنهاد شود که این پروب ابتدا بصورت مسطح ساخته می شود و سپس روی بستر پایرکسی پیوند می گردد .

موضوع مورد مطالعه یک سنسور گلوکز است که با استفاده از یک isfet با فناوریotft ساخته می شود. این سنسور در حقیقت یک ترانزیستور می باشد که با جانشانی یونهای گلوکز روی گیت آن (به طریقی خاص) ولتاژ لازم برای روشن شدن ترانزیستور فراهم می شود و بسته به میزان یونهای گلوکز و ولتاژ ایجاد شده روی گیت، اندازه گیری مقدار گلوکز از طریق جریان درین ممکن خواهد بود، زیرا دقت اندازه گیری با جریان به مراتب بیشتر از ولتاژ می باشد.otft نیز به ترانزیستوری فیلم نازک که در ساخت آن از مواد ارگانیک پلیمری که انعطاف پذیری بالایی دارند و با بدن موجودات زنده نیز سازگار می باشند، اطلاق می شود. هدف اولیه طراحی یک گلوکومتر به صورت کیت است که در خارج بدن با چکاندن قطره ای خون بر روی آن، مقدار گلوکز را نشان خواهد داد و هدف نهایی، بررسی قابلیت کاشت این کیت بر روی بدن و اندازه گیری بلادرنگ مقدار گلوکز و نیز بررسی تعمیم این کیت به یک سیستم هوشمند تحویل دارو می باشد. در این پایان نامه با بررسی تئوری ساخت یکisfet با استفاده از نظریه های الکتروشیمیایی و فیزیک الکترونیک و اقدام برای مدلسازی و طراحی یک گلوکومتر با نرم افزارهای مختلفی مثلhspice و matlab سعی شده است قدمی در این زمینه برای یاری بیماران دیابتی برداشته شود. و در نهایت پس از شبیه سازی کامل یک گلوکومتر و بدست آوردن ارتباط بین پارامترهای مختلف از قبیل جریان و ولتاژ و غلظت یونهای هیدروژن و غلظت گلوکز محلول با انجام محاسبات و شبیه سازی و کار آزمایشگاهی، با انتخاب مواد مناسب برای طراحی، یک پروسه ساخت با رعایت آرگومانهای مورد نظر ارائه داده و پیشنهادهای مختلفی برای افزایش حساسیت و بازده گلوکومتر بیان شده است.

هدف از این پایان نامه، طراحی یک سیستم تحریک الکتریکی عملکردی چند کاناله برای بازیابی کنترل حرکتی عصبی- ماهیچه ای در اعصاب محیطی می باشد. بعد از بررسی های انجام شده بر روی عوامل موثر بر عملکرد بهینه ی الکترود کاف، ساختار مناسب برای این الکترود برای تحریک بافت هدف که عصب محیطی با 4 فاسیکول می باشد، مشخص شد. ساختار تحریک در این الکترود، تحریک 4 کاناله به صورت 3 قطبی می باشد. شبیه سازی این الکترود در محیط comsol multiphysics انجام شده است. سپس با توجه به نتایج به دست آمده از بخش طراحی الکترود که شامل حداقل میزان جریان لازم برای تحریک انتخابگر هر یک از فاسیکول ها، امپدانس بین بافت و الکترود و تحریک همزمان 3 کانال برای فاسیکول های بزرگ می باشد، مدار خروجی تحریک طراحی گردید. این مدار شامل مبدل دیجیتال به آنالوگ، طبقه ی خروجی تحریک و مدار متعادل کننده بار می باشد. در طراحی مدار تحریک، کاهش سطح سیلیکونی و توان به علت امکان کاشت در بدن لحاظ شده و برای ایجاد امکان تحریک همزمان، از حافظه ی آنالوگ در مدار طبقه ی خروجی هر اتصال استفاده شده است. طراحی مدار الکترونیکی تحریک با تکنولوژی cmos 0.35um در محیط hspice انجام شده است.

ارمغان بینایی و حتی در حد نازلِ آن، برای افرادی که قادر به دیدن نمی باشند می تواند امیدی بسیار بیافریند. لذا با توجه به اهمیت موضوع و جالب بودن آن، محققانی در سراسر جهان در پی راه یابی برای نیل به این هدفند. غالب تحقیقات انجام گرفته شده در این زمینه از روشهای الکترونیکی بهره جسته اند. در این تحقیقات در حالت کلی یک دوربین دیجیتالی وظیفهی اتخاذ تصویر را بر عهده دارد که خروجی آن به یک مدار مجتمع منتقل می شود تا با پردازش سیگنال های رسیده بتواند خروجی مناسب که مشابه خروجی سیگنال های سلول های شبکیه است را به فیبر های عصبی منتقل نماید تا سبب بوجود آمدن حس بینایی شود. در پایان نامهی حاضر بدنبال راه حلی جدید و به صورت دقیق تر در پی روشی نو بر مبنای فن آوری های ریز ساخت برای مشابه سازی عملکرد سلولهای گیرندهی نور شبکیه برای نیل به این هدف بوده ایم. از آنجا که پتانسیل غشای خارجیِ سلول های گیرنده ی نورِ شبکیه با برخورد فوتون های نوری از حدود mv40 به حداکثر mv 80 می رسد و در نهایت همین تغییر پتانسیل موجب تحریک سلول های لایه های بعدی می شود، لذا سعی شد تا با استفاده از آزمودنِ روش های متعدد بتوانیم به این اختلاف پتانسیل دست یابیم که در نهایت منجر به نتیجهی نهایی و قابل قبول گردید. مواد و روشهایی که برای رسیدن به طرح نهایی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفتند و به نتیجهی دلخواه منجر نشدند عبارتند از: استفاده از اساس عملکرد سلولهای خورشیدی، ترموکوپل ها، مواد پیزو الکتریک و پیرو الکتریک و طرح های مبتنی بر optofluidic. در نهایت پیشنهاد طرح مان برای شبیه سازی عملکرد سلولهای گیرندهی نور شبکیه، با استفاده از مواد متخلخل microporous ارائه شد که بخاطر اندازهی خلل و فرج مادهی مورد استفاده، یون های سدیم قادر بودند از آنها عبور کنند ولی یون های بزرگتر کلر قادر به عبور نبودند. بر این اساس سلول استوانه ای شبیه سازی شد که در اثر برخورد نور و فرایند های پیرو آن شامل نفوذ اختیاری یونها از جدارهی سلول، اختلاف پتانسیل کوچکی مابین دو ناحیه بیرونی و داخلی سلول (در حد اختلاف پتانسیل سلول های واقعی) بوجود آمد. در انتها طرح پیشنهادی شبیه سازی شده و مقادیر یون های سدیم مورد نیاز جابجا شده برای رسیدن به اختلاف پتانسیل های مورد نظر نیز بدست آمده اند.

یکی از ابزارهایی که همواره در حیطه های مختلف از صنعت گرفته تا پزشکی و سازه هایی مثل پلها و سدها مورد توجه و استفاده قرار می گیرد ارتعاش سنجها هستند . تفاوت عمده ای بین انواع ارتعاش در هر کدام از حیطه های فوق ، هم به لحاظ محدوده فرکانسی و هم به لحاظ دامنه نوسان وجود دارد . ماشین آلات دوار وسیع ترین پهنای باند فرکانسی ارتعاشات صنعتی را به خود اختصاص می دهند و مولفه های فرکانسی مهمی را از 1 هرتز تا 20 کیلوهرتز شامل می شوند . توانایی تشخیص زود هنگام آسیبها و معایب ایجاد شده در اجزاء مختلف این تجهیزات و پیشگیری از توسعه عیوب به مراحل پیشرفته تر می تواند مانع از هزینه های بسیار زیاد ناشی از خرابی و آسیبهای جدی تجهیزات دوار گردد . در این پروژه ، ابتدا با تعیین باند فرکانسی که عمده مولفه های مهم و محتمل سیگنالهای ارتعاشی در حوزه ماشین آلات دوار را پوشش دهد ( 1 هرتز الی 10 کیلوهرتز ) ، نسبت به طراحی و ساخت دستگاهی که بتواند با استفاده از آرایه ای از سنسورهای شتاب بر پایه تکنولوژی mems ، مراحل جمع آوری و آماده سازی داده های مربوط به سیگنال ارتعاش را انجام دهد اقدام نمودیم و سپس با بررسی الگوریتم های مختلف آنالیز سیگنالهای ارتعاشی ، بر روی آنالیز زمان – فرکانس بر پایه موجک متمرکز شدیم تا با مقایسه نتایج حاصل از سه روش موجک پیوسته و ترکیبی از تبدیل موجک بسته ای و خطوط modulus maxima و همچنین ترکیبی از تبدیل موجک گسسته و تبدیل فوریه ، بتوانیم الگوریتمی بهینه برای استخراج مولفه های زمان – فرکانس مهم در زمینه ارتعاشات ماشین های دوار ارائه کنیم . الگوریتم اول بر روی سیگنال های ثبت شده از دو ماشین با مشخصه های متفاوت اعمال شد و نتایج به دست آمده ، نشان داد که این الگوریتم به تنهایی قادر به ارائه اطلاعات کاربردی در پهنای باند وسیع نمی باشد . الگوریتم دوم که یک روش ترکیبی هست بر روی سیگنال های ثبت شده از 8 دستگاه ماشین دوار اعمال شد و نتایج به دست آمده نشان داد که این روش برای تشخیص ارتعاشات گذرا و ناپایستار در محدوده های فرکانس بالا از قابلیت و دقت مناسبی برخوردار هست و می تواند عیوبی مثل سایش قطعات متحرک به اجزاء ثابت را به خوبی تشخیص دهد ولی برای یک پهنای باند عریض با تنوع فرکانسی بالا کارآیی مناسبی ندارد . الگوریتم سوم را بر روی سیگنالهای ارتعاشی ثبت شده از 12 تجهیز دوار اعمال نمودیم و نتایج حاصل را با نتایج به دست آمده از یک دستگاه آنالایزر مشابه صنعتی مقایسه کردیم که بیانگر تطابق کامل این نتایج در پهنای باند مشترک دو دستگاه بود به اضافه اینکه پهنای باندی که در این پروژه پوشش داده شد 5 کیلوهرتز بیشتر از مشابه صنعتی موجود هست و در ضمن مولفه های فرکانس بالای کم دامنه به واسطه جدا شدن از مولفه های فرکانس پایین و دسته بندی مجزا بصورت برجسته تری نمایش داده می شوند .

یکی از کاربردهای مهم در bio-mems ساخت پروب های عصبی می باشد. پروب عصبی یک میکرو ساختار است که رابط بین بافت عصبی و یک دستگاه فیزیکی الکتریکی میباشد .پروب عصبی تاثیر به سزایی در شناخت و بررسی و ضبط سیگنال های عصبی و شبیه سازی شبکه های عصبی نواحی مختلف مغز دارد. یکی از کاربرد های پروب های عصبی که در بسیاری از کلینیک ها استفاده می شود بررسی و بهبود بیماری های مانند : seizer ،صرع ،میگرن ،الزایمر، جنون یا بی حس کردن عضوی از بدن و کنترل آن توسط کامپیوتر می باشد. بررسی سیگنالهای عصبی که مربوط به نواحی عمیق تری از مغز می باشد و استفاده از موادی برای ساخت پروب عصبی که با محیط بدن سازگار تر،مقاومت فیزکی مناسب تر وانعطاف پذیر تر باشد تا باعث کاهش آسیب پروب به بافت عصبی و نهایتا ارایه اطلا عات دقیق تر شود، از چالش هایی هستند که در زمینه ساخت پروب عصبی با آن رو به رو می شویم. پروبهای عصبی از نظر ساخت به سه دسته کلی تقسیم می شوند : سیلیکونی ،پلیمری ،سیم فلزی. هدف از این تحقیق طراحی پروبی انعطاف پذیر با استفاده از فوتورزیست su-8 است ، از مزیت های استفاده از این ماده انعطاف پذیری مناسب، زیست سازگار بودن و پروسه ساخت راحت تر با آن می باشد. در این تحقیق بر اساس شبیه سازی ها، ساختار هندسی نوک پروب به گونه ای طراحی شده است که انعطاف پذیری پروب را افزایش دهد. گیره هایی نیز در طول پروب قرار گرفته تا میزان جا به جایی پروب بعد از قرار گیری در بافت کم شود تا بتوان دردراز مدت سیگناهای معتبر تری از بافت دریافت کرد.

در این پایان نامه تلاش شده است تا یک پروب عصبی از جنس سیلیکون با کاربرد دوگانه درون سلولی و بیرون سلولی و زیست سازگار با بدن انسان طراحی و شبیه سازی شود، همچنین به منظور مقابله با مشکلات عفونتی یا کاهش دامنه سیگنال های دریافتی به دلیل به وجود آمدن لایه محافظ در اطراف پروب، که هنگام حضور طولانی مدت پروب در بافت عصبی ایجاد می شود، از کانال هایی برای تزریق دارو به بافت عصبی بر روی پروب بهره برده شده است. به منظور جلوگیری از جابجایی های احتمالی پروب عصبی در بافت که موجب کاهش دقت و بروز خطا در سیگنال های ثبت شده می شود از ساختارهایی ویژه در بدنه پروب استفاده شده است. پروب طراحی شده در این پایان نامه دارای 3 سانتی متر طول و 1 میکرومتر عرض در قسمت انتهایی یا نوک و 400میکرومتر عرض در قسمت ابتدایی است که برای ثبت گیری از مغز انسان در نظر گرفته شده است. ضخامت پروب برای بخش های درون سلولی 1میکرومتر و برای بقیه قمست ها 60 میکرومتر در نظر گرفته شده است. همچنین برای کاهش اثرات نویز موجود در محیط بر روی سیگنال ثبت شده، برای هر دو حالت درون سلولی و بیرون سلولی، سایت هایی به عنوان مرجع پتانسیل در نزدیکی محل ثبت گیری و روی بدنه پروب در نظر گرفته شده است. در پایان تلاش هایی برای ساخت نمونه عملی پروب طراحی شده و یافتن پروسه ساختی مناسب با تجهیزات در دسترس در آزمایشگاه mems دانشکده برق دانشگاه تبریز صورت گرفت که نتایج آن در آخرین بخش پایان نامه گردآوری شده است.

در طی دهه های گذشته، درمانهای پزشکی برای برطرف کردن علل ناباروری تغییر و تحول چشم گیری پیدا کرده است. به مجموع این روشهای درمانی، فناوری کمک باروری یا assisted reproductive technology(art) اطلاق می شود. اولین شکل art که هنوز هم رایج ترین نوع آن محسوب می شود، لقاح آزمایشگاهی (in vitro fertilization) یا ivf می باشد. در روش ivf استاندارد، هر تخمک با 100 - 50 هزار اسپرم متحرک به مدت 18-12 ساعت در یک شرایط کنترل شده وادار به لقاح میشود که از این تعداد اسپرم در نهایت فقط یک اسپرم وارد تخمک شده و با آن ممزوج می شود که از این پس تخم یا زیگوت نامیده می شود. سلول تخم 48 تا 72 ساعت در انکوباتور نگه داشته میشود تا تقسیمات سلولی اتفاق افتاده و سلولی به نام رویان تشکیل شود. رویان حاصله، از طریق دهانه رحم به داخل رحم مادر منتقل میگردد تا در آنجا لانه گزین شده و به یک حاملگی طبیعی منجر شود . محیط های کشت طوری طراحی شده اند که شبیه مایع موجود در لوله های رحم مادر باشند. بدین منظور به این محیط ها پروتئینها و سرم انسانی یا حیوانی اضافه میگردد و رویان در شرایطی مشابه با بدن مادر رشد می یابد. به دلیل انتقال بیش از یک رویان، احتمال حاملگی چند قلویی در فناوری کمک باروری ) art (بالا است به طوری که در زنان جوانتر این احتمال افزایش بیشتری نیز پیدا می کند. همچنین در این فناوری، احتمال آلودگی و استرس های وارده بر روی تخمک و یا رویان بیشتر و قابلیت کنترل مراحل کمتر می باشد. راه حل پیشنهادی برای رفع این مشکلات استفاده از فناوری ریز سیال(microfluidic) می باشد. این روش این امکان را به ما می دهد تا با استفاده از روش های الکتریکی ، اپتیکی ، سیالی و ترکیب آن ها کنترل های لازم را در تمامی مراحل شکل گیری و تکوین رویان اعمال نماییم. مشاهده بلادرنگ رویان در حال تکوین در زیر میکروسکوپ، نیاز به خارج سازی مکرر آن از محیط کشت و در نتیجه امکان بروز آلودگی های عرضی (cross contamination) احتمالی را کاهش می دهد. هم چنین در این روش قادر هستیم محیط کشت مناسب را در درون ریز سیال فراهم نموده و با توجه به ابعاد کوچک ریز سیال مقدار محیط کشت مورد نیاز به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد که از نظر هزینه بسیار مقرون به صرفه می باشد.

بسپارش دو فوتون ترکیبی از مفاهیم جذب چند فوتون با بسپارش مونومر های رادیکال های آزاد و کاتیون ها است. می توان آن را برای ساخت انواع میکرو دستگاه ها پلیمری از جمله میکرو سیال، پزشکی، میکرو نوری، و دستگاه های میکرو مکانیکی استفاده کرد. در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و تمایل روز افزون برای رشد در زمینه های مختلف علمی و وابستگی آن به تحلیل ها، آنالیز ها و سنتز های شیمیایی ،باعث شده ادوات و سیستم های مبتنی بر ریزسیالات جایگاه خاصی در تحقیقات، صنعت و تجارت کند.

میکرو تداخل سنج توری در طیف سنج های تبدیل فوریه مورد استفاده قرار می گیرد. تداخل سنج طراحی شده به صورت صفحه ای با استفاده از لیتوگرافی نرم بر روی بستر پلیمری pdms ساخته می شود. هدف تداخل سنج اندازگیری سیگنال تداخل نما است که این سیگنال با حرکت متناوب توری بدست می آید. بهترین گزینه برای ایجاد حرکت متناوت در تداخل سنج پیزوالکتریک pzt-5h با ضخامت 100 میکرومتر است و با اعمال ولتاژ 154 ولت به پیزوالکتریک اختلاف مسیر نوری 50 میکرومتر بدست آمد. برای طول موج های 3 و 0.8 میکرومتر و همچنین طیف ناحیه مادون قرمز نزدیک تداخل نما محاسبه شد. ابعاد تداخل سنج طراحی شده 17 میلی متر است.

یکی از کاربردهای مهم در bio-mems استفاده از دستگاه مایکرو ftir میباشد. طیف سنجی مادون قرمز یکی از روش های مرسوم و مناسب میباشد که از سال ها پیش برای تجزیه و شناسایی برخی مواد، مورد استفاده قرار گرفته است. فرکانس تشعشع الکترومغناطیس در ناحیه مادون قرمز (ir) مطابق با فرکانس ارتعاش طبیعی اتم های یک پیوند میباشد و پس از جذب امواج مادون قرمز در یک مولکول، باعث ایجاد یک سری حرکات ارتعاشی در آن میگردد که اساس و مبنای طیف سنجی مادون قرمز را تشکیل می دهد. دستگاه ftir با استفاده از تبدیل فوریه مزایای زیادی در مقایسه با دستگاه ir معمولی دارد که نمونه آن سرعت بالای جمع آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز (snr) بهتر میباشد. از جمله روشهای مرسوم به کار رفته در ftir میتوان به روش الکترواستاتیک اشاره نمود. هدف از این پایان نامه طراحی و امکان سنجی ساخت یک مایکرو ftir می باشد که با روش اپتوفلویدیک در یک بازه طول موج از طیف مادون قرمز برای شناسایی مواد استفاده گردد. در این مطالعه یک آرایش جدید مبتنی بر روش اپتوفلویدیک معرفی گردید که از خاصیت تغییر مسیر فیزیکی نور (opl) وابسته به تغییرات ضریب شکست در یک محیط چند لایه تبعیت می نماید، که نتایج حاصل از شبیه سازی در نرم افزارهای opti-fdtd و ansys تاحد قابل قبولی با نتایج حاصل از روش های دیگر منطبق بود. جنس ساختار پیشنهادی از ماده pdms می باشد که یک پلیمر کاملا منعطف است و ساختار پیشنهادی نیز بر اساس همین خاصیت از این ماده ارائه گردید. در نهایت با بررسی امکانات و تحلیل نتایج، پروسه ی ساخت نهایی پیشنهاد گردید.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از روشهای رایج برای جداسازی ریز ذرات استفاده از نیروی dielectrophoresis می باشد.تفاوت در ضرایب دی الکتریک و رسانایی ذرات مختلف و محیط سوسپانسیون در فرکانس های مختلف مبنای این نوع جداسازی قرار می گیرد . بدین منظور ساختارهای مختلفی برای ایجاد میدان الکتریکی اعمالی موثر در جداسازی توسط محققان ارائه شده است. در این پایان نامه ساختار کانالی معرفی شده است که میدان الکتریکی مورد نظر برای هدایت سلولها با بهره گیری از تغییر ولتاژهای اعمالی به الکترودهای موازی اعمال می شود نتایج شبیه سازی انجام شده نشان می دهند ویژگی منحصر بفرد طرح ارائه شده معرفی کانالی است که در همه ی نقاط آن نیروی dep تقریبا یکنواختی بر ذرات معلق اعمال می شود. یعنی کانال به گونه ای طراحی شده است که گرادیان مربع میدان به صورت تقریبا یکنواخت در عرض کانال پخش شود. بدیهی است راندمان جداسازی در این حالت به بیشترین مقدار ممکن خواهد رسید و موقعیت ذرات در کانال تاثیری در روند کار نخواهد داشت. از سوی دیگر با توجه به اینکه ذرات مختلف در این کانال به دو سوی آن هدایت می شوند این ساختار قابلیت جداسازی کامل ذرات و هدایت آنها به دو کانال مجزا در یک مرحله و به صورت پیوسته را خواهد داشت. لازم به ذکر است که در اکثر طرح های مشابه که جداسازی بر اساس تفاوت علامت تابع classius-mossoti انجام می گیرد بعد از هدایت نمودن ذرات به قسمت های مشخص برای جداسازی کامل آنها باید پروسه های دیگری مانند شستشو با محلولهای دیگر یا استفاده از سیال اولیه با دبی بیشتر استفاده شود . ذرات نمونه برای جداسازی در این شبیه سازی ، ذرات latex با قطرهای 216nm و 557nm می باشند ..در پایان طرح پیشنهادی عملی برای ساخت این کانال بر اساس تکنولوژی mems نیز ارائه شده است.