Atomik kuvvet mikroskobunda gözlenen ısıl sapmanın analizi ve sapma önleyici mikro-yapı tasarımı

Tek-molekül kuvvet spektroskopisi güçlü bir araştırma alanı haline gelmiştir. En sık kullanılan tek-molekül kuvvet spektroskopisi teknikleri optik cımbız, manyetik cımbız ve atomik kuvvet mikroskobudur. Her üç teknikte de deneylerdeki hassasiyet sondanın pozisyonunu ölçmek için kritik önem taşır. Deneysel kurulumdaki ısıl kayma ölçümlerinin kararlılığı ve doğruluğu için zararlıdır. AFM kurulumunda oluşacak sıcaklık dalgalanması manivelanın bükülmesine neden olur. AFM'deki uzun zaman ölçekli deneyler için ortam sıcaklığındaki istikrarın kritik olması AFM manivelanın genellikle bimateryal yapıda ve sıcaklık değişimine karşı hassas olmasındandır. AFM'deki ısıl sapma bir manivela ve sabit bir örnek yüzeyi arasında sabitlenmiş bulunan biyomoleküller için, manivela yüzeye doğru büküldüğü takdirde moleküller üzerine gelen kuvvet artacağından, zararlı olabilir. Buna ek olarak, ısının neden olduğu bükülme yanlış kuvvet okumalarına ve sıfır kuvvet düzeyinde kaymaya neden olur. Bu tezde, AFM manivelalarındaki ısıl sapmanın ısıl sapma modellemesiyle analizi ve AFM manivelalarındaki ısıl sapmanın deneysel karakterizasyonu raporlanmaktadır. AFM manivelalarındaki ısıl sapmanın önlenmesi için manivela ile termomekanik olarak eş olan çeşitli mikroyapılar MEMS teknolojisi ile tasarlanmaktadır. Son olarak, üretiminde 3 kat maske kullanılan MEMS mikroyapılar için üretim aşamaları geliştirilmiş.