Examensarbeten för kandidatexamen // Bachelor Theses

Länka till denna samling:

https://odr.chalmers.se/handle/20.500.12380/51

Browse

Visar 1 - 20 av 27

Cold-Electron Bolometers
(2009) Kuusisto, Hannes; Karlsson, Anna; Lindgren, Oskar; Frisk Kockum, Anton; Midtvedt, Daniel; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
This thesis concerns the fabrication of Cold-Electron Bolometers (CEBs) with shadow angle evaporation technique, suitable for measuring the Cosmic Microwave Background Radiation as a part of the BOOMERanG project. We have studied two possible improvements of the absorber. Firstly, we have decreased the thickness of the aluminium layer at the top of the absorber (7, 10, 15, 20 nm) in order to see if a smaller absorber volume would improve the bolometer. We have seen that bolometers with arrays of Superconductor-Insulator-Normal Metal (SIN) junctions exhibit improved characteristics for thinner absorbers. Estimates show that with these changes, the CEBs can soon meet with the noise requirements for the BOOMERanG project. We have also confirmed that larger arrays are saturated at a higher powerload, as it is distributed among the absorbers. Secondly, we varied the thickness of the chromium layer at the bottom of the absorber (0.1,0.2,0.3,0.5 nm) to see if we could achieve a bolometer with Superconductor-Insulator-Weak Superconductor (SIS’) junctions. We found that the thinnest chromium layer did not fully suppress the superconducting properties of aluminium, but with the current equipment of the Bolometer Group at Chalmers it is probably impossible to repeatedly reproduce a weak superconductor with a specific critical temperature using this method.
Experiment of the Century: Fabrication and Measurement of the Bimetallic Superconducting Loop with an Andreev Interferometer
(2010) Andersson, Claes; Baylis, Tom; Ekström, Maria; Laurell, Pontus; Svensson, Axel; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
The experiment tomeasure the thermoelectric eﬀect in a superconducting bimetallic loop was realised using an integrated mesoscopic circuit with an Andreev interferometer as readout. The aim was to apply nanofabrication technologies to this unsolved problem in physics. An additional goal was to examine the interaction between two bimetallic loops. The Andreev interferometer had a normal resistance of RN = 5.6 kΩ. The maximum resistance modulation was 35.6%. The interferometer displayed a quantized resistance close to the Sharvin resistance. Both the high modulation and the quantization are unexpected results. To measure the thermoelectric eﬀect, part of the loop was heated. Quasiparticles were injected through the Josephson junctions into the loop. Anon-trivial eﬀectwas observed in the readout. With increasing current, the resistance decreased. In the loop interaction experiments, a part of the loop not connected to the readout was heated. The results from the loop interaction experiments are inconclusive. We recommend that more samples are fabricated in order to repeat the result. The observed results should be explained theoretically as soon as possible. In future experiments, the induced temperature gradients must be measured.
Quantum computing & quantum information
(2010) Andersson, Tommy; Carlsson, Håkan; Martinsson, Anders; Svensson, Ida-Maria; Wenger, Tobias; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
This report is an introduction to quantum computation and quantum information. We present a two-part theory section followed by data analysis of a transmon qubit. The ¯rst theory part, needed for the analysis, introduces fundamental properties of qubit states and the Bloch sphere description. The qubit manipulation, interaction with a electromagnetic ¯eld, is then studied in the Rabi model (semi-classical) and the Jaynes-Cummings model (fully quantized). The second theory part is a qualitative presentation of the density matrix representation, decoherence (e®ects of noise) and read-out, which are useful topics in more advanced analysis. We also present a summary of qubit realizations, with focus on the superconduct- ing qubits: charge, phase and transmon. In the last part of the report, we analyze spectroscopic measurements on a trans- mon qubit in a cavity resonator, performed atMC2 Chalmers. The data was compared to the expected behavior from the Jaynes-Cummings Hamiltonian and then the full Hamiltonian for the transmon. The comparison enabled us to extract the parame- ters of the transmon. The ratio of the Josephson energy and the charge energy was determined to be EJ=EC = 34:5644 § 0:9456 GHz, which is in the transmon regime. Furthermore, the coupling strength between the cavity resonator and the qubit was determined to be 2¯eV 0 rms = 0:1301 § 0:00095 GHz, with a 68% con¯dence interval.
Distorsion i halvledarlasrar avsedda för kommunikation över korta avstånd
(2011) Haglund, Emanuel P.; Eliasson, Henrik; Fülöp, Attila; Wohlén, Andreas; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Nonlinearities for four different laser configurations have been measured and compared, one DFB laser, one laser modulated externally with a Mach-Zehnder modulator, one VCSEL made at Chalmers and one commercially produced VCSEL. Measurements and analysis of second order harmonic distortion (HD2) and third order intermodulation distortion (IMD3) has been performed. From the results of the measurement, spurious free dynamic range (SFDR) has been calculated and compared. In particular: the VCSEL built at Chalmers has been compared to the commercially produced one. Out of these two, the one made at Chalmers showed better values for SFDR. The behavior of lasers has been analyzed from a theoretical model with third order Taylor series and rate equations. The laser built at Chalmers has been computer simulated from its DC-characteristics and the results from the computer simulation have been compared to the experimental values. It turned out that the laser had a more linear behavior when modulated with high frequency signals than DC-supply.
Van der Waals-växelverkan mellan grafen och alkaner
(2011) Karlson, Emma; Landahl, Marcus; Ostrovskii, Dimitri; Rydberg, Jonatan; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
I följande rapport beskrivs hur desorptionsenergier för system av grafen och nalkaner beräknats fram. Arbetet är ett komplement till en experimentell studie som genomförts tidigare av en amerikansk forskargrupp. Vi ville undersöka om det linjära samband som visades experimentellt även uppstår vid numerisk studie. Desorptionsenergier har beräknats för tio alkaner. Genom att använda Pythonscript och färdiga paket från den atomära simuleringsmiljön ASE har system satts upp och beräknats med programvaran GPAW. Beräkningarna kräver stor datorkraft och klusterdatorn Beda har använts. En teoretisk studie i den grundläggande kvantfysiken har gjorts för att kunna förstå och beskriva hur energin beräknas. En studie har även gjorts i täthetsfunktionalteori som ligger till grund för att kunna approximera de ekvationer som används. Efter avslutad beräkningsstudie kunde ett linjärt samband visas som stämde väl överens med det från den tidigare studien. En nollpunktsförskjutning av regressionen fanns som också liknade den tidigare. Den framtagna modellen i beräkningsstudien är: E_des = 7,36 N + 6,42 jämfört med den experimentellt framtagna: E_des = 8,50 N + 7,11, där N är antalet kolatomer och desorptionsenergin mäts i kJ/mol.
Beräkning av bindningsenergier i atomära system med Bi2Te3 och SiO2 – Simuleringar med täthetsfunktionalteori
(2012) Arvidsson, Adam; Liljeblad, Alexander; Espegren, Fredrik; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Framtidens mobilnät
(2012) Bergman, David; Billemar, Jakob; Hallberg, William; Memari, Hassan; Tutkur, Elmin; Wernersson, Joakim G.; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
The purpose of this project was to study how the interference between two antennas in a MIMO system affects the linearity of the power amplifiers powering the antennas. For the MIMO system, two power amplifiers and two antennas were constructed and designed using the software ADS and a software defined radio was constructed using the platform USRP and the software LabVIEW. The result was that the interference between the antennas affects the linearity of the power amplifiers powering the antennas adversely and a reasonable theory was that the interaction decreases inversely proportional to the square of the distance.
Wireless Transmission of HDMI signals
(2013) Jacob, Rosén; Eriksson, Sven; Larsson, Mikael; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
A growing trend of physical separation of digital content and human interfaces is driving the demand for wireless solutions for streaming high bit rate data from one unit to another. This gives the end user freedom of placing equipment wherever wanted without any thought of problems with cables. The goal is to serialize and later deserialize HDMI signals to enable it to be sent over a radio link. A Xilinx Spartan-6 LTX is used as a hardware platform. To limit the scope of the project it was decided that communication would only go one way. This prevents the negotiation between the HDMI source and monitor from taking place. The negotiation has to be implemented on the hardware platform. A system design for serialization and sending of the serialized HDMI data was successfully created. Most of the different parts of the system have been verified to work individually, but not together. A fully working prototype is not far away.
Atomskaliga beräkningar för adsorption av kloroform på grafenoxid
(2014) Gillberg, Christoffer; Hansson, Fredrik; Idh, Sebastian; Lindberg, Benjamin; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
I denna studie har möjligheten att använda grafenoxid för att separera kloroform från bruksvatten undersökts. Kloroform bildas som en toxisk biprodukt av dagens reningsprocesser då man neutraliser patogena mikroorganismer i dricksvatten. Bindningsenergin mellan kloroform och grafenoxid beräknades med en beräkningsmetod som baseras på DFT där vdW-DF används för att approximera utbytes- och korrelationseffekter. Resultaten visar att kloroform binder till grafenoxid med energier som varierar mellan 220-300 meV. Resultaten indikerar att grafenoxid kan användas för att separera kloroform från vatten. Dock påverkas adsorption av fler effekter än bara förmågan för kloroform att binda till grafenoxid. Därför behövs en djupare undersökning, som tar hänsyn till dessa effekter, för att ge en fullständig slutsats.
Laserexperiment för grundskola och gymnasium
(2014) Fahlén, Maja; Bill, Jim; Lundqvist, Annika; Wahlgren, Stina; Lang, Damien; Skarrie, Arvid; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
This report discusses the development of lessons based on laborations for middle and high school. The purpose of the project was to research the possibility to affect students' attitude towards physics through well-planned stimulating lessons. The lessons were based on the Light and Lasers Outreach Kit, a teaching package made by the organisation Laser Classroom, and have been adapted for physics in middle and high school. The lessons were developed on a pedagogical and didactical ground and were improved with surveys and peer and self assessment. The lessons were based on laser light and its properties. One lesson covered the topic of single-slit diffraction, while the other treated geometrical optics. The lessons were held for 12 different classes in the local area of Gothenburg, and at all of the occasions the students were asked to participate in a survey. In this way, their general interest in physics could be measured, and it also helped to improve the lessons. When a total of 169 surveys were collected, a couple of pre-decided hyphotheses were tried with t- and chi-squared-test. After a comparison with the control group a statistically significant positive difference in the general physics interest could be measured within pupils that participated in the lessons. However, it was not possible to establish if this was an effect of the content of the lessons or other circumstances. In general, the pupils found the lessons interesting. Finally it could be established by interviewing the teachers that the lesson structures were useful. However the contents of the lessons didn't have a perfectly clear place in the swedish high school curriculum, depending on how each teacher individually interprets it. The middle school teachers however agreed that the lesson held for their students, the geometrical optics lesson, fits the curriculum, and that the lesson as it is could be used in their regular teaching.
Beräkningar av bindningsenergier mellan grafenoxid och vattenföroreningar med Density Functional Theory: En inledande studie för utvärdering av grafenoxid som vattenrenare
(2015) Barker, David; Fors, Angelica; Lindgren, Emelie; Olesund, Axel; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Access to clean water is a necessity for humans, but despite today's advanced treatment of drinking water there are still many harmful molecules left when the water is to be used. Current water purifying methods are insufficent and thus, there is need for more research in the area. This study therefore examines if graphene oxide could be used to remove perfluorinated substances and trihalomethanes from drinking water. The study has been carried out using quantum mechanical calculations to examine the binding energies between the harmful molecules and graphene oxide. The calculations are based on Density Functional Theory which numerically calculates the energy of an atomic scale system. The study's results are entirely based on calculations done by software designed for that purpose and could be the basis for further research in the area. The results indicate that the absolute value of the binding energies between graphene oxide and the investigated molecules are in the range of 400-1200 meV. These binding energies are similar to the binding energies from other studies where adsorption onto graphene oxide has been investigated, indicating that graphene oxide has the potential to separate the molecules of interest from the water. Significant contribution to the binding energies comes from hydrogen bonding which occurs between the graphene oxide's functional groups and the hydrogen and fluorine atoms of the molecules. To verify that graphene oxide can actually be used as a water purifier it is necessary to perform calculations that include a water environment and to carry out experimental measurements.
Design, konstruktion och utvärdering av en optisk förstärkare
(2016) Hult, Björn; Johannesson, Henric; Vikstål, Pontus; Wall, Arvid; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Erbium-doped fiber amplifiers are most commonly used in fiber-optic communication systems to amplilfy optical signals. A pump laser is joined together with erbium-doped fiber to excite the erbium ions inside the erbiumdoped fiber so that the attenuated optical signal later can be amplified by stimulated emission. This report treats the construction of a forward pumping erbium-doped fiber amplifier and a two-step erbium-doped amplifier. The forward pumping amplifier uses a 980 nm pump laser with a pump power at 123 mW and the two-step amplifier is a combination between a forward pumping and a backward pumping amplifier. In the two-step amplifier the forward pumping part uses a 123 mW, 980 nanometer laser and the backward pumping part uses a 251 mW, 1480 nm laser. A gain at 29.4 dB and a noise figure at 6.6 dB was achived for the forward pumping amplifier, with an optimal erbiumfiber length that was experimentally found to be 29 meters. These values vary widely from the theoretical modell that was applied as a tool for the forward pumping amplifier to help us predict the parameters that would result in highest gain and lowest noise figure. The values from the computer simulations for the forward pumping amplifier gave a gain at 34.11 dB and a noise figure at 6.4, which quite well satisfy the experimentally measured values. The forward pumping erbium-doped amplifier can be compared with commercially produced amplifiers [1] that has a gain over 30 dB and a noise figure under 4.3 dB. For the dual-stage amplifier a gain at 50.1 dB and a noise figure at 5.6 dB was achived. The second stage of the dual-stage amplifier can be compared with other commercially available amplifiers [1] that has a gain bigger than 19 dB. The measurment tools that were used in the measurments were an optical spectral analyzer and an optical power meter.
Demonstration av framtidens mobilsystem-design av ett fasstyrt multiantennsystem
(2017) ANDERSSON, MARCUS; LYSTER, LINN; Månsson, Daniel; STORM, LUDVIG; YDREBORG, JOSEF; HERMAN, YLANDER MIKKELSEN; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Syftet med projektet var att designa och testa prestandan av ett fasstyrt multiantennsystem. Till skillnad från implementationer i befintliga mobilnät, som strålar över ett konstant fixerat område, ska multiantennsystemet kunna elektroniskt styra en signal dit användaren befinner sig. Projektet var uppdelat i två delar, en hårdvarudel och en mjukvarudel. Hårdvarudelen bestod huvudsakligen av att från grunden konstruera förstärkare, antenner och effektdelare som användes huvudsakligen i sändaren. I hårdvarudelen designades även ledningsmönstret for fasskiftare samt programmering av mjukvara för styrning av fasen. För mottagaren användes befintlig hårdvara, bortsett från antennen. Huvudsyftet för mjukvarudelen var att med hjälp av signalbehandlingsalgoritmer sända och demodulera information mellan sändaren och mottagaren. Signalbehandlingen implementerades i programvaran LabVIEW och moduleringen av signalen skickades sedan till en så kallad Universal Software Radio Peripheral (USRP), som är en hårdvarukomponent som fungerar som en mjukvarustyrd sändare och mottagare. Till skillnad från hårdvaran, fokuserade mjukvaran mest på mottagaren då detta är den del av signalkedjan som krävde mer avancerade signalbehandling. Systemets prestanda testades genom att transmittera 100k bitar på 80 meters avstånd med fri sikt, med antenn-strålen riktad rakt fram. Intressanta parametrar som undersöktes var signal-brus-förhållandet (SNR), bitfelsförhållande (BER) samt så kallad Error Vector Magnitude (EVM) för olika förstärkningar i mottagaren och bithastigheter. Då bithastigheten var 2,5 Mbit/s beräknades ett SNR= 12,3 dB. Bitfelsförhållandet gavs av BER≤10−4 med en mottagarförstärkning på 15 dB. EVM beräknades till 9,43 %. Prestanda för systemets fasvriding testades genom att mäta signaleffekten i en diskret uppsättning vinklar, vilket gav goda resultat.
Charge and Heat Control in Nanoelectronic Devices
(2017) Johansson, Erik; Max, Jakob; Nilsson, Hampus Renberg; Tabakovic, Selma; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
This study examines thermoelectric properties in nanoelectronic devices, specifically setups known as quantum dots. Thermoelectric effects, the relation between voltage gradients and temperature biases, are investigated. Some useful thermoelectric properties of quantum dots include the ability to extract electrical power from a temperature gradient or transport heat from a cooler region to a warmer, i.e. work as a heat engine or as a heat pump. A quantum dot interacts with its environment through different terminals, e.g. a gate terminal and reservoirs. Quantum dots are an interesting setup for thermoelectric applications due to their ability to change transport properties when exposed to a gate voltage or a change in characteristics of adjoining reservoirs. The aim of this study is to find how the characteristic parameters of a quantum dot can be used to control thermoelectric effects. This is essential knowledge when designing systems where quantum dots are wanted to, for example, extract work from a heat flow. The thermoelectric effects are studied using two different methods, namely the master equation and scattering theory. Heat to work conversion and its efficiency is analysed for a set of quantum dot systems. We find the relations between parameters that makes it possible to use quantum dots to either extract electrical work from a heat bath or cool a part of the system. Furthermore, charge and heat separation is studied in a system consisting of a quantum dot, two reservoirs and a voltage probe. This is useful for managing temperatures in circuits doing electrical work. We find it is possible to separate heat and work, but that it requires a certain asymmetry in the system.
Radiometrisk fjärrmätning av isbildning på vägytor
(2017) Axelsson, Martin; Forsberg, Gustav; Håkansson, Aron Laurell; Lidholm, Edvin; Smedberg, Simon; Sällberg, Joakim; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
This report investigates the ability to determine road conditions with radiometric remote sensors, in order to detect ice or water at a distance. The project consists of the development of a theoretical model, with associated assumptions and delimitations, numerical simulations in COMSOL Multiphysics as well as experimental measurements to verify or dementiate the theoretical model. The concept of detection uses the surface dielectric constant’s dependance of material, which means that radiation from the atmosphere will be polarized differently upon reflection. Experiments were made using artificial road surfaces similar to real road conditions. In order to carry out the experimental measurements, a radiometer was constructed. The conclusion is that the concept has the potential to differentiate between the road surfaces asphalt, water and a thick and smooth layer of ice. Some exact thresholds for polarization difference require further measurements. For layer structures that have a rough uppermost layer the theoretical model of the project has great difficulty to predict the polarization difference, but potentially further development can help model these cases better.
Mikrovågsradiometer - en termometer för solen
(2017) Aabel, Lise; Bergevald, Carl; Larsson, Rasmus; Marknäs, Victor; Olofsson, Frida; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Radioastronomi är ett ämne som länge har intresserat forskare. Med hjälp av teleskop kan observationer av universum göras, och nya upptäckter sker hela tiden. Radioastronomi associeras dock ofta med höga kostnader och en ide om att radioastronomiska mätningar endast kan ske på observatorier. Denna rapport undersöker möjligheten att designa samt använda ett antennsystem, mer specifikt en radiometer, bestående av relativt billiga komponenter som är enkla att anförskaffa till att utföra astronomiska mätningar på solen. Systemkomponenterna karakteriseras och en teoretisk modell konstrueras innan radiometern används för att mäta temperaturen på solen. Sammanfattningsvis visas att det är fullt möjligt att bygga en radiometer med enkla, billiga komponenter, men att det medför en aning för stor mätosäkerhet. Systemet är fullt dugligt för detektion och för att uppskatta temperaturen på himlakroppar, men inte för en mer exakt bestämning av temperaturer. Mätningarna gav att solens yttemperatur vid medelvärdering över alla uppmätta resultat ligger i intervallet [3789, 4382] K, medan det maximala uppmätta värdet ligger i intervallet [4526, 5097] K.
Konstruktion och analys av trådlös laserbaserad kommunikationsänk
(2017) Helmius, Henrik; Hansson, Peter; Nordin, Oscar; Peterson, Arvid; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
As more and more services are competing for bandwidth, the space in the radio frequency spectrum gets smaller and smaller. One part of the solution to this potentially big problem is to use optical signals instead. Optical communication through fiber optics is a well researched area while wireless optical communication ha limited implementation. In this report, the construction and development of a wireless optical communications link between two computers is presented. The purpose of the link is to improve the basis of future development of wireless optical communication. The end product has the ability to transmit data over 30 m, at 15 kBit/s with a Bit Error Rate under 3 10 6. Data has also successfully been transmitted at higher bitrates, up to 17 kBit/s while experiencing more error bits. The reason for not sending data at higher bitrates is frequency limitations induced in the available components. This has been done using a link based on a sender where data is encoded in the light from a laser diode and a receiver where this light has been read and decoded. To be able to do this, electrical circuits, optics and software has been created. The link has then been analyzed and evaluated with regard to its weaknesses, strengths as well as possibilities for further development
Lågpassfilter för supreledande mikrovågsresonatorer
(2017) EDENBORG, PHILIP; HULTQUIST, LINA; SJÖSTEDT, MATTIAS; WINTHER, JOHAN; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Vi hypotiserar att kommersiella bandpassfilter släpper igenom fotoner över supraledande aluminiums bandgapsfrekvens 88 GHz som orsakar förluster i supraledande mikrovågsresonatorer. Vi tillverkade distribuerade lågpassfilter för att öka interna kvalitetsfaktorn Qi för resonatorerna. Filtrens frilagda ledare var av varierande längd och omgavs av Stycast. Mätningar utfördes med och utan filter, vilket sedan anpassades till en modell för att erhålla värden på Qi. Mätningarna påvisade att våra filter i vissa fall bidrog till en ökning av Qi, maximalt 46%. Vi drar slutsatsen att våra filter, efter ytterligare vidareutveckling, kan bli en viktig komponent för att reducera förluster om resonatorerna av aluminium begränsas av kvasipartiklar.
Numerisk modell av det mänskliga ögat
(2017) FERNANDEZ ALONSO, BRUNO; KARLSSON, SOFIA; PANTIN LILJEVALL, SEBASTIAN; SECH, MARTIN; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Ögat är en komplex del av den mänskliga kroppen. Att kunna simulera det med hjälp av ma- tematiska modeller gör det enklare att förstå hur synen fungerar, samt hur denna påverkas av eventuella synfel. Syftet med detta projekt är att ta fram en sådan numerisk modell och undersöka synfelen myopia (närsynthet), hyperopia (långsynthet), astigmatism, presbyopia (ål- derssynthet) och keratokonus. Modellerna skapades i MATLAB och baserades på Fourieroptik som tillämpades på tre olika ögonmodeller; Gullstrand-Emsleymodellen, Klassiska Emsleymo- dellen och Exakta Gullstrandsögat. Intensitetsfördelningen längs ljusets propagationssträcka och på näthinnan jämfördes för de olika ögonmodellerna. Det undersöktes även hur synfelen påverka- de intensitetsfördelningen. Vid simulering av det friska ögat blir modellen närsynt för samtliga ögonmodeller. Bäst resultat fås med den Klassiska Emsleymodellen och därmed bedöms den fungera bäst med projektets metod. Vidare lyckas simulering av myopia och hyperopia ge en förskjutning av brännpunkten och astigmatism ger flera brännpunkter. Den förenklade kerato- konusmodellen ger ökad närsynthet och synmodellen med åldersberoende blir mer närsynt än den icke-åldersberoende. De mer avancerade synfelen, så som presbyopia och keratokonus, be- höver dock utvecklas ytterligare för att bli verklighetstrogna. I framtiden skulle det också vara av intresse att komplettera koden så att glasögon och korrigeringslinser kan simuleras.
Bandgap för två lager grafen vid asymmetrisk dopning och pålagt elektriskt fält
(2018) Bossér, John; Engström, Arimande; Gulliksson, Martin; Engström, Joakim Hveisel-Ditlevsen; Rosendal, Victor; Tidekrans, Isabel Vrethed; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap; Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
Syftet med projektet var att studera algoritmerna bakom täthetsfunktionalteori (DFT) och att använda DFT för att bestämma bandgap och laddningstäthet för tvålagrigt grafen, vilket gjordes med programvaran Quantum ESPRESSO. Många tillämpningar kräver ett bandgap vilket ej finns naturligt i materialet. Syftet med denna studie var därför att introducera det utan att sänka laddningsmobiliteten. Grafenlagren modifierades antingen genom att applicera ett elektriskt fält vinkelrätt över de två lagren med en styrka som varierades mellan 0,51V/nm och 10,28V/nm, eller genom dopning av det ena lagret. Dopningen skedde genom att använda superceller där en kolatom i det övre lagret byttes ut mot en bor- eller kväveatom, vilket är atomer med massa liknande kol men där en elektron har tagits bort eller lagts till. Dopkoncentrationer mellan 0,50% och 5,56% användes i det övre lagret. Vid dopning fann vi att laddningstätheten centrerades runt dopatomen. Laddningstäthetsskillnaden mellan det dopade och det odopade grafenet var i det undre lagret 10% av skillnaden i det övre lagret nära dopatomen. Värden för bandgapet låg runt 0,3 eV. Det var högst vid låg dopkoncentration och minskade därefter när koncentrationen ökades. För det odopade lagret ökade bandgapet mer än för hela systemet. Vidare upptäcktes en förändring av bandstruktur för celler som bestod av 3N ×3N primitiva celler, där N är ett heltal, vilket överensstämmer med tidigare artiklar. När ett elektriskt fält applicerades vinkelrätt över odopat grafen ökade bandgapet med fältstyrkan tills bandgapet nådde ett maximum på 0,3 eV. Trenderna för bandgapen som hittats bygger vidare på kunskap inom området och visar att beteendet för det undre lagrets bandgap skiljer sig från resten av systemet. Att isolera det undre lagrets bandstruktur kan därför övervägas i framtida studier.

Browse

Browsar Examensarbeten för kandidatexamen // Bachelor Theses efter Publicerad

Sökresultat per sida

Sortera efter