Browsing by Author "Mustonen, Petri"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 6 of 6
  • Chemical vapor deposited graphene and transition metal dichalcogenide nanoflake heterostructures
    (2017-08-28) Mustonen, Petri
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) offer new and complementary properties to those of graphene. It is of much interest to manufacture heterostructures of these materials to fully exploit their properties. Traditionally these heterostructures are manufactured by mechanically exfoliating small flakes from large bulk crystal and then manually aligning the flakes. This is a slow and cumbersome process. In this thesis, it is analyzed whether graphene can be directly grown on top of chemically exfoliated TMD flakes via Chemical Vapor Deposition (CVD) on copper substrates in order to significantly increase throughput. At first the thermal stability of the following TMDs were tested: Molybdenum Disulfide (MoS2), Tungsten Disulfide (WS2) and hexagonal Boron Nitride (hBN). It was concluded that only hBN has the thermal stability to be used in a standard methane based CVD graphene process. Initial experiments with chemically exfoliated hBN flakes gave inconclusive results due to the confocal Raman spectrography not offering resolutions high enough to map the surface of the flakes after CVD growth. However, the experiments lead to the conclusion that CVD graphene does not grow under the flakes via intercalation or precipitation. Lorentzian-peak center-position filter was developed to distinguish small hBN nanoflakes from the midst of defective graphene. Mechanically exfoliated hBN flakes were used to overcome the resolution limitation of confocal Raman spectroscopy. The results indicate that CVD graphene can grow on the flakes only if there are defects on the hBN flake surface. However, graphene growth is inconsistent and does not fully cover the flake.
  • Laajalla lämpötila-alueella toimivan tarkkuusmittauselektroniikan suunnittelu ja analysointi
    (2011) Mustonen, Petri
     School of Electrical Engineering | Master's thesis
    Tämän työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa kapasitiiviselle anturille mittauselektroniikka, joka toimii lämpötilavälillä -40 °C - +60 °C. Elektroniikan oli kyettävä mittaamaan tarkasti kapasitanssiväliä 150 pF - 300 pF. Mittauselektroniikka toteutettiin 8chmitt-liipaisimen ja Miller-integraattorin muodostamalla oskillaattorilla, jossa mitattava kapasitanssi kytketään integraattoriin. Integraattorin vahvistimeksi valittiin puskuroimaton invertteri operaatiovahvistimen sijaan, koska sillä on parempi lämpötilasieto ja sillä on helpompi stabiloida oskillaattorikytkentä koko lämpötila-alueella. APLAC-simulointien avulla stabiloitiin invertteri sekä mitoitettiin oskillaattori toimimaan oikealla taajuusvälillä. Näiden lisäksi simuloinneilla säädettiin kolmioaallon amplitudi kohdalleen, tutkittiin oskillaattorin lineaarisuutta sekä integraattorin pohjakondensaattorin suuruuden vaikutusta lineaarisuuteen. Prototyypeille tehdyt mittaukset osoittivat, että simulointitulokset vastasivat mittaustuloksia erittäin hyvin. Prototyypille tehdyissä mittauksissa päästiin noin 9 fF:n mittaustarkkuutta vastaavaan kohina-amplitudiin. Elektroniikan lämpötilan muuttuminen aiheutti eniten virhettä -50 °C:n lämpötilassa. Tällöin virhe oli noin 2 fF/°C. Hajakapasitanssimittauksilla todettiin, että 100 pF:n hajakapasitanssi anturilinjassa invertterin tulopuolella aiheuttaa pahimmillaan noin 55 fF:n mittausvirheen. Hajakapasitanssin ollessa invertterin lähtöpuolella ei havaittavaa mittausvirhettä esiintynyt. 0,3 V:n vaihtelu käyttöjännitteessä aiheutti mittausten mukaan maksimissaan noin 15 fF:n virheen lämpötiloissa +60 °C sekä +25 °C. -60 °C:n lämpötilassa maksimivirhe oli mittausten mukaan 150 fF. Viimeksi mainittu tulos on epävarma. Kokonaisuudessaan tässä työssä saadut tulokset vaikuttavat lupaavilta ja odotusten mukaisilta. Tässä työssä suunnitellun mittauselektroniikan kehitystä ja testaamista jatketaan.
  • Direct transfer of Wafer-scale graphene films
    (2017-09-01) Kim, Maria; Shah, Ali; Li, Changfeng; Mustonen, Petri; Susoma, Jannatul; Manoocheri, Farshid; Riikonen, Juha; Lipsanen, Harri
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Flexible electronics serve as the ubiquitous platform for the next-generation life science, environmental monitoring, display, and energy conversion applications. Outstanding multifunctional mechanical, thermal, electrical, and chemical properties of graphene combined with transparency and flexibility solidifies it as ideal for these applications. Although chemical vapor deposition (CVD) enables cost-effective fabrication of high-quality large-area graphene films, one critical bottleneck is an efficient and reproducible transfer of graphene to flexible substrates. We explore and describe a direct transfer method of 6-inch monolayer CVD graphene onto transparent and flexible substrate based on direct vapor phase deposition of conformal parylene on as-grown graphene/copper (Cu) film. The method is straightforward, scalable, cost-effective and reproducible. The transferred film showed high uniformity, lack of mechanical defects and sheet resistance for doped graphene as low as 18 Ω/sq and 96.5% transparency at 550 nm while withstanding high strain. To underline that the introduced technique is capable of delivering graphene films for next-generation flexible applications we demonstrate a wearable capacitive controller, a heater, and a self-powered triboelectric sensor.
  • InGaAs-kvanttikaivorakenteet, niiden jännitys ja jännityksen kompensointi
    (2008) Mustonen, Petri
     Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Bachelor's thesis
  • Kvanttikryptografia
    (2013-12-09) Mustonen, Petri
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
  • Review of fabrication methods of large-area transparent graphene electrodes for industry
    (2020-06-01) Mustonen, Petri; Mackenzie, David M.A.; Lipsanen, Harri
     A2 Katsausartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    Graphene is a two-dimensional material showing excellent properties for utilization in transparent electrodes; it has low sheet resistance, high optical transmission and is flexible. Whereas the most common transparent electrode material, tin-doped indium-oxide (ITO) is brittle, less transparent and expensive, which limit its compatibility in flexible electronics as well as in low-cost devices. Here we review two large-area fabrication methods for graphene based transparent electrodes for industry: liquid exfoliation and low-pressure chemical vapor deposition (CVD). We discuss the basic methodologies behind the technologies with an emphasis on optical and electrical properties of recent results. State-of-the-art methods for liquid exfoliation have as a figure of merit an electrical and optical conductivity ratio of 43.5, slightly over the minimum required for industry of 35, while CVD reaches as high as 419.