基于电容读出的非制冷红外探测器

介绍了一种基于标准硅工艺的电容读出式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作以及集成读出电路的设计。该探测器用于探测室温下物体的红外辐射,其响应波长为8～12 μm 。由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下会发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况。采用和探测器集成的CMOS读出电路对探测器信号进行读取,微悬臂梁的电容灵敏度可达2.5 fF/K,温度分辨率为0.1 K。     

微悬臂梁传感系统在CNT微热量检测中的应用

针对碳纳米管(CNT)微热量检测不易的问题,采用了一种基于微悬臂梁传感器的CNT微热量检测系统进行检测.通过光杠杆检测法测量微悬臂梁弯曲量,从而实现微悬臂梁对CNT的微热量检测,研究了CNT光热转换散发热量对微悬臂梁挠度的影响.用最小二乘法拟合出CNT薄膜温度变化与相应微悬臂梁偏移量关系.结果 显示,温度变化与微悬臂梁...     

微泵的结构与流体分析

利用扩散阀/喷嘴的流体特性设计了一种无活动阀压电式微泵;应用小挠度弹性弯曲理论,导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程和复合层薄板的中性面位置方程;应用压电理论导出压电薄膜的边缘电场分布;应用微流体力学理论导出微泵单次循环的净流量。结合华盛顿大学的压电式微泵模型理论算出其最大流量为958μl/min,与其试验结果相吻合。     

SiO2微悬臂梁制备及其高阶谐振的传感器研究

为了提高SiO₂微悬臂梁动态检测灵敏度,对T 型SiO₂微悬臂梁的制备和高阶谐振模态传感器进行 了研究。以绝缘体上Si(SOI)为起始材料制备了不同长度T型SiO₂微悬臂梁,利用原子 力显微镜(AFM)中精密的光学 位置敏感检测器及数据处理系统对其频率进行表征,获得了与仿真结果相一致的数据。基于 高阶谐振模态 的免疫反应结果表明,对于相同的质量变化量,微悬臂梁的弯曲振动模式阶数越高,其频率 偏移越大,从 而达到较高的灵敏度;实验制备的SiO₂微悬臂梁前三阶弯曲振动模式的检测灵敏度分别 为1.36、9.78和26.92Hz/pg,利用二阶弯曲 振动模式可检测出21.5 pg的分子吸附。     

微通道交流电渗粒子收集位置的确定

为了研究在交变电场作用下,样品中的微观粒子被收集到电极表面固定区域的作用机理,通过聚苯乙烯粒子在微通道内的收集实验,得到了粒子及流体的运动规律;基于交流电场作用机理,对电极表面的电势、通道内的电压、电场分布及流体在通道内的流动过程进行了计算,并用仿真分析进行验证。计算及仿真结果表明,粒子在微电极上的收集位置与实验结果十分吻合,即粒子收集的位置为电极上的固定位置。研究结果为交流电渗粒子收集微通道的设计及相关的粒子收集检测提供了理论与实验基础。     

一种新型非致冷红外探测器

介绍一种基于标准硅工艺、采用电容读出方式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作及性能测试。用这两种热膨胀系数相差很大材料（氮化硅和铝）的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下，温度升高并发生弯曲。通过检测微悬臂梁和衬底形成的一个可变电容变化可以得知微悬臂梁的弯曲情况，从而可以探测红外辐射的信息。利用外部测试设备对单元探测器进行测试表明微悬臂梁对红外辐射有很高的响应。     

微悬臂梁非致冷红外探测器的研制

介绍了一种基于标准硅工艺的微悬臂梁非致冷红外探测器的设计和制作.由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下温度升高并发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况.利用外部测试设备对单元探测器进行测试表明,该微悬臂梁对红外辐射有很高的响应.     

基于Si弹性层优化的悬臂梁式微压电驱动器

基于压电材料的逆压电效应,设计并制备了悬臂梁式微压电驱动器,通过电能到机械能的转换,完成装置的位移输出任务.基于悬臂梁式微压电驱动器的设计和仿真,得出该微驱动器Si弹性层的最佳厚度为0.12 mm,仿真结果显示压电层与弹性层厚度比为2～3时,尖端位移输出较大,并模拟了其电压-位移输出情况.采用共晶键合的工艺制备了以PZ...     

行波电渗微流体驱动仿真和实验研究

为了探讨在封闭通道内微流体在行波电渗作用下的流动状态,进行了行波电渗微流体驱动实验及仿真研究。通过对行波电渗微流体驱动原理的分析,建立了行波电渗微流体驱动数学模型。根据微通道内电势分布满足Laplace方程及通道内流体流动满足Navier-Storks方程,并利用建立的边界条件,确定了行波电渗在微通道内电势及电场的分布,通过对电场及流场问题的耦合求解,获得了微通道内行波电渗微流体驱动流场。分析表明,其仿真计算结果与实验结果具有较好的一致性,从而验证了行波电渗微流体驱动理论模型的正确性,为进一步研究和分析行波电渗微泵提供了理论工具和仿真手段。     

阵列式微机械悬臂梁的研制及其特性分析

在一个芯片上设计了六组不同规格的矩形压阻悬臂梁.采用ANSYS有限元分析系统对微压阻悬臂梁进行应力分析,并对压阻悬臂梁的噪声、灵敏度以及最小可探测位移进行了研究.选用多晶硅为压阻材料,以硅微机械加工技术为基础,完成了阵列式压阻悬臂梁的制备.通过测量器件的噪声和灵敏度,计算出在6V偏压和1000Hz测量带宽下,多晶硅悬臂梁的最小可探测位移为1nm.