【摘 要】
:
静电驱动的微/纳米梁谐振器在质量、生物化学传感,信号滤波和无线传输等领域因其卓越的性能越来越受到人们的关注。一方面由于它们结构简单易于设计优化,另一方面更重要的是其具有超高的灵敏度和分辨率、低功耗等良好的特性,在微/纳机械系统(MEMS/NEMS)的研究中始终扮演着重要角色。当前人们研究的谐振器的工作频率已达到GHz甚至更高,但研究发现工作在高频段的谐振器具有非常明显的非线性行为。本文从实验上详细
【机 构】
:
东南大学MEMS教育部重点实验室,南京,210096
【出 处】
:
中国微米纳米技术学会第十一届学术年会
论文部分内容阅读
静电驱动的微/纳米梁谐振器在质量、生物化学传感,信号滤波和无线传输等领域因其卓越的性能越来越受到人们的关注。一方面由于它们结构简单易于设计优化,另一方面更重要的是其具有超高的灵敏度和分辨率、低功耗等良好的特性,在微/纳机械系统(MEMS/NEMS)的研究中始终扮演着重要角色。当前人们研究的谐振器的工作频率已达到GHz甚至更高,但研究发现工作在高频段的谐振器具有非常明显的非线性行为。本文从实验上详细分析了静电驱动的亚微米悬臂梁的非线性频率响应特性(“弹簧变软”),最后引入了一个非线性模型很好地解释了实验中观察到的频率偏移特性并作了进一步的分析和讨论。
其他文献
牺牲层工艺是通过腐蚀或刻蚀牺牲层来制造悬空的梁、膜或空腔结构的技术,广泛应用于MEMS器件与其读出电路的单片集成。可以作为牺牲层的材料主要包括SiN、SiO2和聚酰亚胺,表1为可能的牺牲层与结构层的组合。其中聚酰亚胺材料(PI)由于可以室温成膜,制备工艺简单、成本低,且与常用结构材料有很好的选择比,常被选择作为与Post-COMS兼容的牺牲层材料。本文研究了以聚酰亚胺作为牺牲层制备双材料悬臂梁器件
温度传感器是一种应用广泛的传感器。温度传感器种类繁多,不同的应用要求温度传感器具有不同的静态特性和动态特性。本文提出的一种新型MEMS电容式温度传感器,主要用于探空仪中探测大气温度。它要求不仅要具有较宽的工作温度范围而且要具有快速的响应时间。虽然该MEMS温度传感器体积小、本征响应时间短,但是在封装后,封装壳体会大幅增大整个传感器的响应时间。所以有必要分析整个传感器的响应时间并确定合适的封装形式。
自旋阀型GMR传感器在计算机读出磁头、磁场传感器、特别是在生物探测领域的应用,使GMR传感器的研究得到人们普遍关注。目前与MEMS相关的仿真设计软件如ANSYS、Conventor、Intellisense等都不能对GMR传感器的特性和设计进行仿真计算。本文重点介绍了单畴模型在自旋阀GMR传感器设计中的应用。并对实际的全桥GMR传感器芯片进行测试,与单畴模型的理论计算结果相比较。
目前MEMS微型直接甲醇燃料电池(DMFC)所用极板主要可以分为硅、金属和聚合物三种材料,相比于其他材料,基于金属材料的微型DMFC具有成本低、强度高、便于封装和电连接等优点,具有很强的竞争力。现存的问题是金属极板的耐腐蚀能力较差,会对微型DMFC的性能产生一定的影响。本文设计并制作了一种基于不锈钢材料的空气自呼吸式微型DMFC,在极板表面进行了抗腐蚀处理,并在不同运行条件下完成了电池的性能与稳定
静电纺丝是一种制备纳米纤维的重要方法,以其独特的优势吸引了广泛的关注,并在多个领域具有巨大的应用潜力。由于存在螺旋、鞭动等不稳定过程,传统静电纺丝技术难以实现纳米纤维的有序、定点收集,这己成为制约静电纺丝技术应用的瓶颈。本文基于近场静电纺丝(NFES),通过实验和仿真两方面研究单根电纺丝纳米纤维沉积过程的弯曲螺旋行为。
电纺丝纳米纤维具有比表面积大、直径小等优点,在柔性电子、MEMS系统、生物医学等领域都具有巨大的应用潜力。由于静电纺丝过程的不稳定性,如何实现纳米纤维的精确定位沉积是静电纺丝技术应用的难点,也是目前的研究热点。近场静电纺丝(NFES)的提出,实现了单根纳米纤维的可控沉积。本文基于NFES技术,研究了单根直写纳米纤维在平面硅片、图案化硅基两种收集板上的沉积规律和定位控制。
振动式微陀螺具有体积小、功耗低、价格便宜等特点,在近程制导武器、稳定平台、汽车安全、消费电子等军用和民用领域具有广泛的应用前景。振动式微陀螺利用哥氏力效应检测输入角速度,它有两个正交的工作模态,即驱动模态和检测模态,其测量灵敏度与驱动模态振动幅值成正比。为提高测量灵敏度,通常要对微陀螺进行真空封装,提高驱动模态的Q值。然而,真空封装后,微陀螺检测模态Q值也很大,使得微陀螺检测模态自由响应的持续时间
随着无线传感网络技术的发展,其在工业控制、农业管理、环境监测和军事领域等方面的应用不断扩大。传统干电池供电对无线传感器网络发展的限制日益突出。目前,针对光电微能源在无线传感器节点中应用得到越来越多的关注和研究。在先前的报道中,主要根据光伏电池特性,通过研究不同的能量管理方案,提高光伏电池输出效率,实现光电微能源的优化设计。本文中,通过分析集成光电微能源传感器节点应用中太阳能量的分布,根据最佳电压控
金刚石薄膜具有一系列优异性能,它具有十分接近天然金刚石的硬度、高的弹性模量、极高的热导率、低的摩擦系数、低热膨胀系数和化学稳定性以及极好的抗酸、抗碱、抗各种腐蚀性气体侵蚀的优异性能,从而使其在各个技术领域得到了广泛的应用。然而,由于常规CVD金刚石薄膜晶粒度较大,呈柱状生长,表面较粗糙,同时高硬度表面也给后续抛光处理带来很大困难,直接限制金刚石薄膜的推广应用和产业化进程。因此,许多研究致力于改善常
三极结构场致发射显示器中的一个基本要求就是实现各个像素亮度的均匀性,这也是确保高清晰度图像的前提和基础。尽管驱动电路的主要任务之一就是实行亮度控制,但一方面复杂的驱动电路加大了器件制作总成本,另一方面单独依靠驱动电路本身也很难有效解决问题。正确的途径应该是将场致发射显示器的制作工艺及参数、结构设计以及驱动电路的控制有机结合起来,共同保证各像素单元的发射一致性和调制均匀性,最终达到亮度显示均匀性的目