Proje Yürütücüsü: Prof. Dr. Nevzat G. Gençer

Proje Tipi: TUBITAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı

Proje Süresi: 30 ay

Proje Başlama Süresi: Ekim 2017

Desteklenen Personel: 1 Doktora Sonrası Araştırmacı, 3 Doktora Öğrencisi (yarı zamanlı), 1 Doktora Öğrencisi (tam zamanlı), 1 Yüksek Lisans Öğrencisi (tam zamanlı)

Harmonik Hareket Mikrodalga Doppler Görüntüleme (HHMDG) yöntemi, tümörlü dokuların tanısı için dokuların elektromanyetik ve elastik/akustik özelliklerini birlikte kullanan yeni bir görüntüleme yöntemidir. Önerilen projede HHMDG yönteminin klinik olarak uygulanabilmesinin önünü açabilmek için sistem duyarlılığının, hızının ve doğruluğunu artırılması amaçlanmaktadır.

Meme kanseri tanısı için klinik uygulamada kullanılan mamografi yönteminde iyonize edici radyasyon kullanımı, yoğun meme dokusunda ayırt ediciliğin azalması ve görüntüleme sırasında memenin sıkıştırılması nedeniyle hastaya rahatsızlık vermesi gibi problemler mevcuttur. Top ve Gençer (2014) tarafından tümör tespiti için mamografinin dezavantajlarını ortadan kaldırma potansiyeline sahip karma bir yöntem olan HHMDG yöntemi önerilmiştir. Bu yöntemde odaklı ultrason dalgalarının ışıma kuvveti kullanılarak odak noktasında titreşim yaratılmaktadır. Eş zamanlı olarak dokuya dar bantlı mikrodalga işaret uygulanmaktadır. Geri yansıyan işaret tayfında titreşimden dolayı odak bölgesinin elastik ve elektriksel özelliklerine bağlı Doppler bileşeni oluşmaktadır. Odaklanılan bölge doku içinde taranmakta ve her bir tarama noktasında geri yansıyan işaretin Doppler bileşeni algılanıp işlenerek görüntü oluşturulabilmektedir. Yöntemin teknik fizibilitesi analitik (Top ve Gençer, 2014), sayısal ve deneysel çalışmalarla (Top, 2013), (Top vd., 2016) gösterilmiştir. Bu araştırma projesi kapsamında daha önceki çalışmalarda karşılaşılan problemlere yönelik çözümler geliştirilerek klinik uygulamanın önünün açılması planlanmaktadır.

Projede HHMDG sisteminin duyarlılığının, hızının, doğruluğunun ve güvenliğinin artırılmasına yönelik çalışmalar yapılacaktır. HHMDG yönteminde Doppler frekansı ana frekans bileşenine çok yakın olduğundan (10-30 Hz), gönderme işaretinin faz gürültüsü sistemin duyarlılığını azaltmaktadır. Duyarlılığın artırılması amacıyla, alınan işaret tayfındaki ana işaret frekansı bileşeninin azaltılmasını sağlayacak bir alma devresi tasarlanacaktır. Ayrıca sistemin uzamsal duyarlılığı çoklu anten kullanılarak artırılacaktır. Sistemin tarama hızının artırılması amacıyla ultrason probunun sürekli hareketi sırasında veri toplanmasına yönelik çalışmalar yapılacaktır. Ayrıca, ultrason odağının elektronik olarak taranması için benzetim çalışmaları yapılarak, gerçeklenebilirliği araştırılacaktır. Sistem güvenliğinin izlenmesi amacıyla kavitasyon oluşumu ve sıcaklık artışının görüntüleme esnasında takip edilmesi için gerekli donanım ve yazılımlar geliştirilecektir. Bunun yanında, HHMDG verisi ile mikrodalga görüntüleme ile elde edilen dielektrik dağılımı birleştirilerek tümör tespit doğruluğunun artırılması da hedeflenmektedir.

Proje kapsamında yapılan çalışmalarda HHMDG yönteminin meme kanseri tanısında kullanılabilirliği fantom malzemeler üzerinde değerlendirilecektir. Mevcut sorunların çözümü ile klinik prototip geliştirme çalışmalarının önü açılacaktır. Yöntem, ultrason ve mikrodalgaların nüfuz edebildiği diğer dokularda da (prostat, karaciğer, vb.) kullanılabilme potansiyeline sahiptir.

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Ozan Keysan

Proje Türü: TÜBİTAK/ARDEB 3501 – Kariyer Geliştirme Programı

Proje Süresi: 24 Ay

Proje Başlangıcı: Ekim 2017

Proje Ekibi: 1 doktora (yarı zamanlı) ve 1 yüksek lisans (tam zamanlı) öğrencisi.

Günümüzde elektrik motorları, toplam enerji tüketiminin %50’sinden fazlasını oluşturmaktadır. Değişken frekanslı motor sürücüler (VFD) endüstride gittikçe yaygınlaşmaktadır. Ayrıca önümüzdeki 10 yılda elektrikli araçların yaygınlaşması beklenmektedir. Havacılık sektöründe önceden hidrolik olarak yapılan kontroller artık elektromanyetik sistemlerle değiştirilmektedir. Buna ek olarak, savunma sanayi sektöründe mekanik yapılar yerini hassas servo motorlarına bırakmaktadır. Tüm bu sistemlerde elektrik motorları ayrı bir motor sürücü sistemi ile dışardan uzun kablolarla bağlanarak sürülmektedir. Bu durum sistemin toplam güç yoğunluğunun (W/kg, W/cm³) azalmasına neden olmaktadır. Ayrıca bahsedilen uygulamaların birçoğu yüksek güvenilirlik, yedeklilik ve arıza toleransına sahip motor sürücü sistemleri gerektirmektedir.

Bu projenin amacı elektrik motorunu ve motor sürücüsünü tek bir pakette birleştiren bir Tümleşik Modüler Motor Sürücü (Integrated Modular Motor Drive, IMMD) sistemi geliştirmektir. Bu kapsamda:

• Bu projede elektrik motor ve sürücüsünün tek bir paket altında toplanması böylelikle normal sistemlere göre daha yüksek bir güç yoğunluğu (5 kW/litre) elde edilmesi ve elektrikli araç, havacılık, uzay ve savunma sanayi gibi sektörlerdeki motor yerleştirme sorunlarının azaltılacaktır.
• Geliştirilecek sistemde elektrik motoru da güç elektroniği donanımı da paralel çalışacak modüler yapılardan oluşacaktır. Böylelikle tasarım ve kontrolde esneklik sağlanacak, ısı dağılımı arttığından soğutma kolaylaşacak ve sistemin yedekliliği arttırılacaktır.
• Arıza toleransı görev kritik sistemlerde (havacılık, savunma vb.) çok büyük önem teşkil etmektedir. Arıza toleranslı makinelerin en temel özelliği herhangi bir arıza durumunda anma gücünden daha düşük bir kapasitede çalışmaya devam edebilmesidir. Modüler yapı sayesinde bir modülde arıza çıkması durumunda bile sistem daha düşük güçte çalışmaya devam edebilecektir.

Proje kapsamında yeni nesil geniş bant aralıklı (WBG) Galyum Nitrat (GaN) güç yarıiletkenleri yüksek frekansta çalıştırılacaktır. Bu sayede konvansiyonel motor sürücü sistemlerine göre sürücü hacminin %30 oranında azalması, sürücü veriminin ise % 2 oranında artması hedeflenmektedir.

Proje çalışmaları açık kaynaklı olarak yürütülmekte olup, tüm çalışmalara ve makalelere https://github.com/mesutto/IMMD adresinden ulaşılabilir. Ayrıca yürütücünün yer aldığı araştırma grubu web sitesine http://power.eee.metu.edu.tr/ adresinden ulaşılabilir.

Projede hâlihazırda bir doktora öğrencisi çalışmakta olup, tam zamanlı bursiyer olarak çalışmalar yürütecek bir yüksek lisans öğrencisi aranmaktadır. Projede aynı zamanda Research League (http://power.eee.metu.edu.tr/research-league/) alt araştırma grubu içerisinde ve ODTÜ EEE STAR (http://star.eee.metu.edu.tr/current-program/) programı kapsamında 10 adet lisans öğrencisi çeşitli konularda çalışma yürütmektedir.

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Barış Bayram (ULTRAMEMS ekibi)

Proje Süresi: 36 ay

Proje Başlangıcı: Kasım 2016

Desteklenen Personel: Projede çalışacak olan iki lisans ve bir yüksek lisans öğrencisi ile genç bilim insanlarının yetiştirilmesine katkı sunacaktır.

Bu yeni geliştirilecek mikrofon ile
•Küçük boyut
•Yüksek hassaslık
•Düşük enerji tüketimi
•Hızlanmaya dayanıklılık
•Uzun-dönem kararlı performans
elde edilecektir.

Fotonik üst-çevirimiyle silisyum güneş hücrelerinin veriminin arttırılması

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Selçuk Yerci

Proje Süresi: 24 ay

Proje Başlangıcı: Ocak 2016 (?)

Desteklenen Personel: Proje 1 doktora ve 2 yüksek lisans öğrencisi tarafından gerçekleştirilecektir.

Dünyada kullanılan güneş panellerinin %90’ından fazlası silisyumdan (Si) üretilmiştir. Si’un elverişli olmasına rağmen tüm tek eklemli (tandem olmayan) güneş hücrelerinde olduğu gibi Si güneş hücrelerinde de iki temel enerji kaybı vardır. Bunlardan birincisi bant aralığından düşük enerjili fotonların soğurulamaması;  ikincisi, bant aralığından daha yüksek enerjiye sahip fotonların ürettiği elektron-deşik çiftlerinin enerjisinin bant aralığı seviyesindeki bir enerji değerine ısı yayarak (termalizasyon) düşmeleridir.
 
Güneş hücrelerinin temel kayıplarının azaltılması tayfın yeniden şekillendirilmesi ile gerçekleştirilebilir. Bu işlem, yüksek enerjili fotonların iki veya daha fazla daha düşük enerjili fotona dönüştürülmesi (alt-çevirim) veya enerjisi soğurucu malzeme bant aralığından küçük olduğu için soğrulamayacak olan iki veya daha fazla fotonun, enerjisi bant aralığından daha fazla olan bir fotona dönüştürülmesi (üst-çevirim) ile gerçekleşir.
 
Selçuk Yerci projenin amacını şu şekilde özetliyor: "Bu projede, üst çevrim yöntemi ile Si bant aralığından düşük enerjili fotonları yüksek enerjili fotonlara dönüştürerek çift taraflı Si güneş hücresinin verimini artırmayı hedefliyoruz. Proje ile iki tarafından da ışık alabilen Si güneş hücresi ülkemizde ilk defa üretilecektir. Daha sonra Si güneş hücresinin güneşin geliş yönüne göre arka tarafına üst-çevirim tabakaları üretilecektir. Son olarak bu üst çevirim tabakalarının üst çevirim verimleri fotonik yapılar sayesinde artırılacaktır."
 
GÜNAM müdürü Prof. Dr. Raşit Turan, Çankaya Üniversitesi öğretim üyesi Doç. Dr. İpek Koçer Güler ve Washington Üniversitesi St. Louis kampusü öğretim üyesi ayni zamanda ODTÜ-EEMB mezunu (Y. Lisans 1995 ve Lisans 1992) Doç. Dr. Şahin Kaya Özdemir, projede Dr. Öğr. Üyesi Selçuk Yerci ile birlikte çalışacaklardır.

Bu dönem, APP grubunda 2 lisans öğrencisi proje ile alakalı konularda STAR projesi yapmaktadır. Proje başlangıcından itibaren çalışmak üzere bir Y. lisans ve bir doktora öğrencisinin projeye dahil edilmesi için yüksek motivasyona sahip araştırmacı aramaktayız.