Intrinsic and nonlinear coupling of nanomechanical SiN string resonators

Lade...
Vorschaubild
Dateien
Gajo_2-s3fkyzkqkxay2.pdf
Gajo_2-s3fkyzkqkxay2.pdfGröße: 78.81 MBDownloads: 138
Datum
2019
Autor:innen
Herausgeber:innen
Kontakt
ISSN der Zeitschrift
Electronic ISSN
ISBN
Bibliografische Daten
Verlag
Schriftenreihe
Auflagebezeichnung
DOI (zitierfähiger Link)
ArXiv-ID
Internationale Patentnummer
Angaben zur Forschungsförderung
Projekt
Open Access-Veröffentlichung
Open Access Green
Core Facility der Universität Konstanz
Gesperrt bis
Titel in einer weiteren Sprache
Forschungsvorhaben
Organisationseinheiten
Zeitschriftenheft
Publikationstyp
Dissertation
Publikationsstatus
Published
Erschienen in
Zusammenfassung
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung zweier gekoppelter, beidseitig aufgehängter nanomechanischer Silizium-Nitrid Resonatoren hoher Güte. Insbesondere sind die lineare mechanische, sowie die nichtlineare dispersive Modenkopplung der fundamentalen Biegemoden der beiden Resonatoren Gegenstand dieser Forschung. Um eine rein mechanische Modenkopplung dieser Biegemoden zu realisieren, muss ein Energieaustausch zwischen den Resonatoren stattfinden können. Die speziell konstruierte Geometrie eines gemeinsamen Aufhängepunktes der Resonatoren ermöglicht eine mechanische, durch Verspannung im Silizium-Nitrid begünstigte Kopplung der fundamentalen Biegemoden des Systems. Eine dielektrische Antriebstechnik erlaubt es, die Eigenfrequenzen der Moden zu verstimmen und somit zwei, oder drei Moden des Systems in Resonanz zu bringen. Im Falle der 3-Moden Resonanz spielt sowohl die dielektrische Modenkopplung zwischen den Moden eines Resonators, als auch die rein mechanische Kopplung zwischen den Moden der beiden Resonatoren eine Rolle. Die Kopplung der Moden kann mittels eines sogenannten genetischen Algorithmus quantifiziert werden. Des Weiteren kann durch Lösen des Eigenwertproblems der gekoppelten Bewegungsgleichungen der Moden deren Polarisation untersucht werden. Zusätzlich zum dielektrischen Antriebsmechanismus können weitere statische elektrische Felder an das System angelegt werden, welche wiederum einen eklatanten Einfluss auf die Eigenfrequenzen und die Verstimmbarkeit selbiger haben. Dieser Zusammenhang wird im Verlaufe der vorliegenden Arbeiten systematisch untersucht. Dabei kann gezeigt werden, dass die Verstimmbarkeit der Frequenz durch Anlegen eines zusätzlichen elektrischen Feldes je nach Modenpolarisation um bis zu 180% gegenüber dem Fall ohne zusätzliches Feld erhöht, oder die Verstimmbarkeitsrichtung sogar umgekehrt werden kann. Neben der linearen mechanischen Kopplung ist es möglich eine nichtlineare, dispersive Modenkopplung zu erhalten, sofern die Resonatoren stark angetrieben werden. In diesem Fall können die Resonanzen der Moden nicht mehr mit einer linearen Lorentzkurve beschrieben werden, sondern werden im Rahmen der Duffing-Nichtlinearität betrachtet. Wird nun eine der Moden nichtlinear getrieben, so erfahren die jeweils gekoppelten Moden eine Frequenzänderung in ihrer Eigenfrequenz, die von der Amplitude der getriebenen Mode abhängt. Sowohl die Kopplungsstärke dieser nichtlinearen dispersiven Modenkopplung, als auch die Duffing- Nichtlinearität der jeweils getriebenen Mode hängen in nichttrivialer Weise von der Modenpolarisation ab. Um diese Abhängigkeit präzise zu beschreiben wird ein theoretisches Modell auf Basis nichtlinear gekoppelter Moden entwickelt und qualitativ mit Messdaten verglichen.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik
Schlagwörter
Konferenz
Rezension
undefined / . - undefined, undefined
Zitieren
ISO 690GAJO, Katrin, 2019. Intrinsic and nonlinear coupling of nanomechanical SiN string resonators [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
BibTex
@phdthesis{Gajo2019Intri-46767,
  year={2019},
  title={Intrinsic and nonlinear coupling of nanomechanical SiN string resonators},
  author={Gajo, Katrin},
  address={Konstanz},
  school={Universität Konstanz}
}
RDF
<rdf:RDF
    xmlns:dcterms="http://purl.org/dc/terms/"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:bibo="http://purl.org/ontology/bibo/"
    xmlns:dspace="http://digital-repositories.org/ontologies/dspace/0.1.0#"
    xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
    xmlns:void="http://rdfs.org/ns/void#"
    xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" > 
  <rdf:Description rdf:about="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/46767">
    <void:sparqlEndpoint rdf:resource="http://localhost/fuseki/dspace/sparql"/>
    <dcterms:hasPart rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/46767/5/Gajo_2-s3fkyzkqkxay2.pdf"/>
    <dcterms:issued>2019</dcterms:issued>
    <dspace:hasBitstream rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/46767/5/Gajo_2-s3fkyzkqkxay2.pdf"/>
    <dc:creator>Gajo, Katrin</dc:creator>
    <bibo:uri rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/handle/123456789/46767"/>
    <dcterms:title>Intrinsic and nonlinear coupling of nanomechanical SiN string resonators</dcterms:title>
    <dcterms:rights rdf:resource="https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/"/>
    <dc:rights>terms-of-use</dc:rights>
    <foaf:homepage rdf:resource="http://localhost:8080/"/>
    <dspace:isPartOfCollection rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dc:date rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2019-09-03T05:19:42Z</dc:date>
    <dc:contributor>Gajo, Katrin</dc:contributor>
    <dcterms:isPartOf rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dc:language>eng</dc:language>
    <dcterms:available rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2019-09-03T05:19:42Z</dcterms:available>
  </rdf:Description>
</rdf:RDF>
Interner Vermerk
xmlui.Submission.submit.DescribeStep.inputForms.label.kops_note_fromSubmitter
Kontakt
URL der Originalveröffentl.
Prüfdatum der URL
Prüfungsdatum der Dissertation
July 25, 2019
Hochschulschriftenvermerk
Konstanz, Univ., Diss., 2019
Finanzierungsart
Kommentar zur Publikation
Allianzlizenz
Corresponding Authors der Uni Konstanz vorhanden
Internationale Co-Autor:innen
Universitätsbibliographie
Ja
Begutachtet
Diese Publikation teilen