Kétdimenziós elektrongáz alapú elektromechanikus érzékelők Műszaki Tudományi

35 OTDK, Műszaki Tudományi Szekció, Méréstechnikai eszközök 2 Tagozat.

Kétdimenziós elektrongáz alapú elektromechanikus érzékelők

Helyezés: 1

Hallgató: Filep Zsolt
Szak: Fizika, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazetők: Dr. Lukács István Endre - tudományos főmunkatárs, N N Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet (Energiatudományi Kutatóközpont),
Dr. Volk János - tudományos főmunkatárs, N N Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet (Energiatudományi Kutatóközpont)

A dolgozatom célja az MFA Nanoérzékelők Laboratóriumában készített AlGaN/GaN HEMT eszközök vizsgálata potenciális elektromechanikus érzékelőként. Két mintát kaptam, az egyik már teljesen elkészült és működőképesnek bizonyult nyomásmérőként. Ezen az érzékelőn a HEMT egy körülbelül 500 μm átmérőjű membrán szélén fekszik. A másik mintán a hordozó még nem lett elmarva a membrán alól, így referenciának használtam a kész minta alkotórészeinek jellemzésére. Ezen a referencia mintán TLM (transmission line method), cTLM (circular transmission line method) és Schottky-dióda méréseket végeztem, így vigyázva a kész érzékelőre. A kontakt ellenállás 2,1 Ω, a négyzetes ellenállás 448,2 Ω, a Schottky kontaktus idealitása pedig 2,5-nek adódott (a dióda mérés 263.15 Kelvines hőmérsékleten zajlott). Ezek az eredmények az elvárásoknak megfelelők. Mindkét érzékelő alapvetően tranzisztor, ezért a tranzisztorként való működést is igazoltam. Ezután méréseket végeztem, ahol a membrán különböző pontjaira fejtettem ki erőhatást egy AFM tűvel és a válaszokat megvizsgáltam. Pozíciófüggő változás volt érzékelhető a tranzisztoron átfolyó áramban. A legérzékenyebb ponton a mintát több erővel megnyomva az ellenállás relatív megváltozása a nyomó erőhöz képest: 0.3424 1/mN volt. Végeselem modellezést is használok összehasonlításra és új alkalmazások keresésére. Az érzékelő mikrofonként, vagy oldalirányú erőmérőként is működhetne kisebb módosításokkal. A pozícióra és oldalirányú erőre való érzékenység jó jelöltté teszi az ilyen érzékelőket szintetikus bőr kialakítására.