【摘 要】
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石墨烯因具有密度小、强度高、比表面积大,最薄可以达到单个原子层厚度等优点,可作为一种新型的微纳机械谐振器材料.本文基于连续弹性体模型,建模分析了膜片形状(圆膜片、方膜片、纳米带)及其结构参数对石墨烯膜谐振频率的影响.仿真结果表明,这三种结构的谐振频率均随t/D2的增大而增大(t为厚度,D为长度或直径),且在t/D2一定的情况下,圆膜片谐振器的谐振频率最高.针对设计的直径为125μm、膜厚约为2nm
【机 构】
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北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京100191;计量与校准技术国防科技重点实验室,北京100095
【出 处】
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第十四届全国敏感元件与传感器学术会议
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石墨烯因具有密度小、强度高、比表面积大,最薄可以达到单个原子层厚度等优点,可作为一种新型的微纳机械谐振器材料.本文基于连续弹性体模型,建模分析了膜片形状(圆膜片、方膜片、纳米带)及其结构参数对石墨烯膜谐振频率的影响.仿真结果表明,这三种结构的谐振频率均随t/D2的增大而增大(t为厚度,D为长度或直径),且在t/D2一定的情况下,圆膜片谐振器的谐振频率最高.针对设计的直径为125μm、膜厚约为2nm的石墨烯圆膜片,应用构建的谐振模型,求得其一阶谐振频率为3.45MHz,且谐振频率与施加的外部压力成非线性关系,当压力的作用远大于预应力时,谐振频率的三次方与压力近似成线性关系,其灵敏度约为2.44MHz3/pa.
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