多孔硅技术在硅基微型燃料电池中的应用

多孔硅作为一种新型材料,利用其疏松多孔的特性及与IC加工的兼容性,将其用于硅微质子交换膜燃料电池的研究中,作为其电极扩散层.对多孔硅膜的性能、制备工艺及多孔硅膜表面金属淀积工艺进行了研究,提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的制作硅微质子交换膜燃料电池的工艺.     

多孔硅技术在硅基微型燃料电池中的应用

多孔硅作为一种新型材料,利用其疏松多孔的特性及与IC加工的兼容性,将其用于硅微质子交换膜燃料电池的研究中,作为其电极扩散层.对多孔硅膜的性能、制备工艺及多孔硅膜表面金属淀积工艺进行了研究,提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的制作硅微质子交换膜燃料电池的工艺.     

基于MEMS技术的微型燃料电池的制作

提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的硅基微型直接甲醇燃料电池的制作工艺流程。该微型燃料电池采用KOH体硅腐蚀技术得到流体通道,并溅射金属Pt层作为收集电流的电极。采用PDMS将两块带有微通道的燃料电池硅片与涂有催化剂层的质子交换膜密封粘合。制作得到的微型燃料电池单元的流道有效尺寸为:8 6mm×8 6mm。室温常压下,单电池的开路输出电压为0 4V左右。当输出电压为0 21V时,达到最大输出功率15 6μW(21 1μW/cm2)。     

15nm多孔硅超快过滤器

据洛彻斯特大学研究人员报道，15nm的多孔硅膜可以使微流体过滤器更有效地进行蛋白质提纯和血液渗析。这种多孔硅膜过滤液体速度快且能把尺寸相近的分子分离开。该硅膜的过滤速度几乎是现在所用血液渗析膜的11倍，并且过滤时不会出现分子阻塞现象。这种膜可以作为微流体分子分离的过滤膜用于DNA研究，     

高比能燃料电池展望

介绍了目前国际上主要燃料电池的特性，概述了质子交换膜燃料电池膜电极研究进展，展望了质子交换膜燃料电池在海、陆、空、天各领域的应用前景。     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层，能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n^ 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效，得到的多孔硅最大膜厚为72μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌。     

燃料电池发动机二次开发控制系统的设计与实现

引言 质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell:PEMFC)是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置,具有能量高、噪音小、无污染、零排放和能量转换效率高等特点,适合做电动汽车的动力能源.各国政府、企业和科研机构都致力于研究质子交换膜燃料电池电动汽车,而燃料电池发动机作为其核心目前处于突破前期,正在成为新的研发热点.     

自呼吸式硅微机械氢燃料电池的阳极流场优化

利用硅微机电系统(MEMS)技术,设计并制作了点状、蛇形和点蛇混合三种微型氢/空气质子交换膜燃料电池(μPEMFC)阳极流场板,测定了三种不同阳极结构电池的极化和功率密度曲线、交流阻抗图及燃料利用率.结果表明,采用混合流场能有效协调燃料利用和电池接触电阻的矛盾,其极限功率密度比点状和蛇形流场分别提高了12.8%和45.7%;在100～500 mA恒电流放电下,采用混合流场比点状和蛇形流场可节省燃料平均达14.3%和25.1%.     

多孔硅的化学浸蚀制备与表征

以不同电阻率的p型单晶硅片为研究对象,通过正交实验对化学浸蚀法制备多孔硅的工艺条件进行优化,采用多种仪器对制备的多孔硅比表面积、膜厚、表面形貌、化学组成及光致发光进行表征.结果表明,p型单晶硅片经化学浸蚀后能够形成多孔硅,其膜厚达到3 μm;延长浸蚀时间,多孔硅比表面积和膜厚呈先增大后减小的趋势,但化学浸蚀时间太长将导致局部区域的多孔硅层坍塌;室温条件下,多孔硅可光致发光,由于孔洞尺寸分布范围较窄,多孔硅发光半峰宽较窄.     

质子交换膜燃料电池研究进展

质子交换膜燃料电池具有高效环保、经济安全、比能量和比功率高、启动快、寿命长等优点,受到各国政府和大公司的广泛关注。文章介绍了质子交换膜、电催化剂、电极、双极板和储氢技术等关键材料和部件的研究现状。开发合适、廉价的催化剂及质子交换膜、优化电极结构、选择合适的双极板材料并批量生产以及发展大规模实用的储氢技术等是质子交换膜燃料电池今后研究的重点和方向。     

硅光栅技术

制作硅光栅的微细加工工艺可分为体硅工艺和面硅工艺，这些微细加工方法在技术上与微电子及微机械工艺可以兼容，这使得制作集成式微型光谱仪成为可能。硅是一种良好的近红外材料，可以用来制作天文红外光谱仪器的浸没光栅。 本文重点介绍了硅光栅的制作工艺及其在不同领域中的应用。     

基于微机械的多孔硅牺牲层技术

多孔硅作为一种牺牲层材料 ,在表面硅微机械加工技术中有着重要的应用。文中综合讨论了三种不同的多孔硅牺牲层技术 ,并用后两种“在低掺杂衬底上的多孔硅牺牲层技术”,制作了良好的悬空微薄膜结构 ,同时对多孔硅表面的薄膜淀积 ,和制备过程中的掩膜材料等进行了分析 ,为利用多孔硅工艺制作各种 MEMS器件奠定了基础。     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层 ,能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n+型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效 ,得到的多孔硅最大膜厚为 72 μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义.采用多孔硅厚膜作为隔离层,能够极大地降低衬底高频损耗.本文对n 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究.通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性.有效地减少了多孔硅的龟裂失效,得到的多孔硅最大膜厚为72μm.并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌.     

多孔硅及其在MEMS中的应用

具有不同孔径尺寸和孔隙率的多孔硅在不同的 MEMS中可作为功能结构层和牺牲层。简要介绍了多孔硅的结构和制备方法 ;与体微机械和表面微机械加工技术相比 ,多孔硅技术的优势被详细阐述 ;针对多孔硅材料的性质 ,讨论了多孔硅在不同领域的应用。     

多孔硅膜的半峰值宽度小于10nm的针形发光峰

通过改变电化学腐蚀生成多孔硅膜的工艺条件，研究了它的发光峰形状的变化．第一次从实验上观测到多孔硅膜的针形发光激发谱和发射光谱，其半峰值宽度均小于１０ｕｍ．讨论了形成计形峰的可能机理．     

多孔硅在电容式微传声器制备中的应用研究

多孔硅具有选择性生长以及可以迅速释放的特性，是MEMS工艺中很好的牺牲层材料。探讨了多孔硅牺牲层工艺的特点，并通过实验证明了其在电容式微传声器制备中的应用可能。提出可以采用氧化多孔硅材料作牺牲层制备微传声器的空气隙的工艺方法，有效地解决其他牺牲层材料与振膜应力不匹配以及释放时间过长的问题，使微传声器的制备成品率得到提高。同时提出运用多孔硅牺牲层工艺制备微传声器的背极板声学孔，可以获得厚度达10μm以上的单晶硅作背极板，背极板刚性好，不会随着外加声压振动，有效地提高了微传声器的性能。     

硅微透镜阵列的制备工艺

开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90μm、表面质量高的硅微透镜阵列。     

硅包层质子交换条形光波导的频率响应

退火质子交换工艺已成为一种制备低损耗铌酸锂光波导的重要技术.但目前对该类光波导传输特性的研究还不多.利用半矢量光束传播法,对硅包层X切退火质子交换铌酸锂条形光波导的频率响应特性进行了数值分析.给出了几种波导结构参数下的计算结果.结果表明,波导传输模式的衰减特性与波长相关.波导的衰减特性,可以通过调整波导表面中心处折射率增量,硅包层厚度,及缓冲层的折射率和厚度来控制.硅包层光波导可以用来制作光频滤波器.     

电化学脉冲腐蚀法制备窄峰发射的多孔硅微腔

用电化学脉冲腐蚀方法制备了多孔硅微腔 ,讨论了脉冲电化学腐蚀的参数——周期、占空比对多孔硅多层膜制备的影响 ,并用了以 HF酸扩散为基础的多孔硅动态腐蚀机理对实验结果进行解释 ,认为在用电化学脉冲腐蚀法制备多孔硅微腔的过程中 ,不但要考虑到 HF酸对硅的纵向电流腐蚀 ,也要考虑到 HF酸对多孔硅硅柱的横向浸泡腐蚀 .可通过选取合适的周期、占空比 ,使二者对多孔硅的作用达到适中 ,以制备出高质量的多孔硅多层膜和微腔 .并用正交实验法优化了制备多孔硅微腔的参数 ,根据优化的实验参数 ,制备出了发光峰半峰宽为 6 nm的多孔硅微腔