介观压阻型微压力传感器设计

运用共振隧穿双势垒（DBRT）结构中的一种压阻效应原理-介观压阻效应,用GaAs／AlAs／InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器。并对介观压阻和普通压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理,可以提高压力传感器的灵敏度,为制造基于介观压阻效应的新型超敏感型传感器提供了一定的理论依据。     

介观压阻型微压力传感器设计

运用共振隧穿双势垒(DBRT)结构中的一种压阻效应原理一介现压阻效应,用GaAsdAIAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器.并对介观压阻和普通压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理,可以提高压力传感器的灵敏度,为制造基于介观压阻效应的新型超敏感型传感器提供了一定的理论依据.     

轴向应变对双势垒结构共振隧穿的影响

首先介绍了共振隧穿理论和一种新效应--介观压阻效应,对AlxGa1-xAs/GaAl/AlxGa1-xAs共振隧穿双势垒结构的轴向施加压应变作了分析,然后计算了轴向应变对垒宽和垒高的影响,对透射系数和隧穿电流用Matlab作了仿真.发现压应变可以使隧穿电流线性增加,偏压不同电流增加的速率也不同,为设计共振隧穿器件提供了理论依据.     

介观压阻效应

为了突破传统机电转换，如压电、压阻及压容等效应的宏观物理局限，着手研究介观压阻效应。本文提出，通过四个物理过程来实现介观压阻效应。原理上讲，在力学信号作用下，纳米结构中的应力分布会发生变化；应力变化可引起内建电场的产生；内建电场将导致纳米结构中量子能态发生改变；量子能态改变会引起共振隧穿电流的变化。简述了国内外在上述四个过程方面所做的工作。     

Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnS量子阱材料的共振遂穿特性研究

本文通过对共振隧穿电流密度随外加偏压及应力而变的依赖关系的理论研究,模拟了Zn1-xCdxSe/ZnS共振隧穿电流密度随外加偏压及应力的变化曲线.给出了等效电阻系数随外加偏压及应力而变的依赖关系,得出了介观压阻系数与外应力的变化符合线性关系的结论.这些结论为将机械信号转换为电学信号的介观效应器件的设计提供了理论指导.     

介观压阻效应

为了突破传统机电转换 ,如压电、压阻及压容等效应的宏观物理局限 ,着手研究介观压阻效应。本文提出 ,通过四个物理过程来实现介观压阻效应。原理上讲 ,在力学信号作用下 ,纳米结构中的应力分布会发生变化 ;应力变化可引起内建电场的产生 ;内建电场将导致纳米结构中量子能态发生改变 ;量子能态改变会引起共振隧穿电流的变化。简述了国内外在上述四个过程方面所做的工作     

介观压阻效应

为了突破传统机电转换,如压电、压阻及压容等效应的宏观物理局限,着手研究介观压阻效应.本文提出,通过四个物理过程来实现介观压阻效应.原理上讲,在力学信号作用下,纳米结构中的应力分布会发生变化;应力变化可引起内建电场的产生;内建电场将导致纳米结构中量子能态发生改变;量子能态改变会引起共振隧穿电流的变化.简述了国内外在上述四个过程方面所做的工作.     

基于共振隧穿二极管的应力检测方法

共振隧穿二极管(RTD)具有微分负阻效应,且其共振隧穿的I-V特性随着廊力的变化而变化,这就是RTD的压阻效应.与半导体材料压阻效应的应用类似,RTD也可用于应力检测.文中研究了两种基于RTD的应力检测方法.在讨论频率-应力检测法的基础上提出了一种新颖的应力检测方法--惠斯通RTD电桥检测法.测试结果表明,基于惠斯通RTD电桥检测法得到的压阻灵敏度随偏置电压可调,町调范围达到三个数量级.     

基于共振隧穿二极管的应力检测方法

共振隧穿二极管(RTD)具有微分负阻效应,且其共振隧穿的I-V特性随着廊力的变化而变化,这就是RTD的压阻效应.与半导体材料压阻效应的应用类似,RTD也可用于应力检测.文中研究了两种基于RTD的应力检测方法.在讨论频率-应力检测法的基础上提出了一种新颖的应力检测方法--惠斯通RTD电桥检测法.测试结果表明,基于惠斯通RTD电桥检测法得到的压阻灵敏度随偏置电压可调,町调范围达到三个数量级.     

介观压阻型硅锗加速度计研究

提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度压阻式硅锗加速度计,采用Si1-xGex/Si结构薄膜作为敏感元件,设计了一个双悬臂梁式的压阻武硅锗加速度计,通过理论分析与仿真计算,得出通过调整对该结构的外加应力可以实现对传感器灵敏度的调节,而且利用介观压阻效应原理可以将压阻式硅微加速度计的灵敏度提高一个数量级的结论,为设计新型压阻式硅微加速度计提供了一种思路.     

基于聚吡咯微电极的MEMS微型超级电容器的研究

MEMS 微能源是指采用微加工技术制作实现能量的获取与转换、存储与释放的微纳器件与系统,而微型超级电容器则是一种基于电化学电容实现储能的微型能量存储器件,可作为能量存储单元在MEMS微电源系统中获得应用.设计制作了一种具有两腔并排式结构的微型聚吡咯超级电容器.该微型超级电容器南微结构,微电极功能薄膜以及酸性电解液构成,...     

掺Al ZnO柔性透明导电薄膜研究进展

柔性透明导电薄膜ZAO具有优异的光电性能且资源丰富、成本低、对环境无污染,成为当前的研究热点.总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,分析了柔性透明导电薄膜的研究历史和现状.介绍了柔性透明导电薄膜ZAO的结构、光电特性、典型制备方法和应用前景.评述了柔性ZAO薄膜的研究现状,并对其近期研究和应用工作进行了展望.     

氧压对Zn1-xAlxO薄膜结构的影响及激光感生电压效应

为了研究不同退火氧压对铝掺杂氧化锌薄膜结晶质量和激光感生电压效应的影响,采用脉冲激光沉积法在蓝宝石(0001)单晶平衬底上制备了薄膜,并利用X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,测量了薄膜在紫外脉冲激光辐照下诱导产生的激光感生电压信号,对结果进行了理论分析和实验验证,成功制备出了单一取向的薄膜,确定了最佳生长条件,并利用这一条件在倾斜蓝宝石衬底上制备了薄膜。结果表明,当薄膜受到波长为248nm、脉冲宽度为20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生电压信号,其最大值为0.532V,且随着退火氧压的增大,激光感生电压的峰值信号先增大后减小。这一结果对薄膜在紫外探测器方面的应用是有帮助的。     

热电Ca3Co4O9薄膜的一致取向生长及其激光感生电压效应

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在蓝宝石(0001)平衬底上成功制备了c轴一致取向的Ca3Co4O9薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析测定了薄膜的相结构和生长取向。研究了不同衬底温度与不同原位氧压对Ca3Co4O9薄膜结晶质量与生长取向的影响,确定了最佳生长条件。利用这一条件在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Ca3Co4O9薄膜。研究发现,当Ca3Co4O9薄膜被波长248nm,脉冲宽度20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生热电电压(LITV)信号,峰值电压达到4.4V,其上升沿为36ns,半峰全宽(FWHM)为131ns。可以认为这种激光感生热电电压信号是由于Ca3Co4O9薄膜面内与面间泽贝克(Seebeck)系数张量的各向异性引起的。     

Influence of La-Mn-Al Co-Doping on Dielectric Properties and Structure of BST Thick Film

A new sol-gel process is applied to fabricate the BST (BaxSr1(xTiO3) sol and nano-powder of La-Mn-Al co-doping with Ba/Sr ratio 65/35, and the BST thick film is prepared in the Pt/Ti/SiO2/Si substrate. The powder and thick film are characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscope. The influence of La-Mn-Al co-doping on the dielectric properties and micro-structure of BST thick film is analyzed. The results show that the La, Mn, and Al ions can take an obvious restraint on the growth of BaSrTiO3 grains. The polycrystalline particles come into being during the crystallization of thick film, which may improve the uniformity and compactness of thick film. The influence of unequal-valence and doping amount on the leakage current, dielectric loss, and dielectric property are mainly discussed. The dielectric constant and dielectric loss of thick film are 1200 and 0.03, respectively, in the case of 1mol% La doping, 2mol% Mn doping, and 1mol% Al doping.     

激光驱动飞片加载下基体/薄膜层裂微成形研究

为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法—激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术,结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理;优化了基体/金属薄膜层裂工艺,并且根据能量守恒原理,估算了层裂片的应变率和激光诱导冲击波的峰值压力。结果表明,随着脉冲能量的逐渐增大,工件层裂现象不断明显,直到金属薄膜上最后出现与模板微结构相同的特征结构,但基体始终保持完好,未出现裂纹或变形。通过激光驱动飞片加载基体/金属薄膜实现层裂微成形是可行的。     

光流技术在微结构平面微运动测量中的应用

在经典的Horn-Schunck光流算法的基础上,根据微机电系统(MEMS)微结构的运动特性,引入标号场,提出基于标号场和邻域优化法相结合的光流算法对微结构的运动序列图像做运动估计.利用光学测量方法,开发了测试系统,能使微结构的运动可视化.系统包括:利用光学显微镜来实现微结构的放大,并将图像投影到CCD摄像机上;基于频闪成像原理来冻结微结构的高速运动状态,获取一系列动态图像序列;基于提出的标号场和邻域优化法相结合的光流算法对微结构的运动序列图像做运动估计,获取其重要动态特性参数.该方法具有非接触、高测量精度的特点.实验结果表明,该方法的测量重复性达40nm.     

射频磁控溅射法制备掺锆氧化锌透明导电薄膜

利用射频磁控溅射法在室温下制备出了掺锆氧化锌(ZnO∶Zr)透明导电薄膜。研究了溅射压强对ZnO∶Zr薄膜表面形貌、结构、光学和电学性能的影响。结果表明:ZnO∶Zr薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向,溅射压强对薄膜电阻率有显著影响,压强为1.5Pa时,电阻率具有最小值1.77×10–3Ω·cm。所制备的ZnO∶Zr薄膜具有良好的附着性能,在可见光区平均透过率超过93%。     

激光诱导热解碳表面微结构及抗凝血性研究

为了研究材料表面微结构对其抗凝血性能的影响,利用纳秒激光在人工心脏瓣膜材料热解碳的表面进行微加工的方法,产生了具有周期性的微坑、微光栅阵列结构。通过扫描电镜、X射线衍射仪和接触角测量仪对样品结构、表面成分、表面能进行表征,并测试了改性后热解碳表面的抗凝血性。结果表明,激光加工后的微结构表面和光滑表面化学成分相同,且微结构表面具有超疏水性,表面能很小;与光滑表面相比,微结构表面粘附较少的血小板,而且较少团簇及变形,表现出较好的抗凝血性能。这一结果对人工心脏瓣膜进行表面改性以提高其抗血栓性能具有很大的帮助。     

ZnO和Al2O3缓冲层对AZO透明导电膜薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法,以纯度为99.9%,质量分数98%ZnO、2%Al2O3陶瓷靶为溅射靶材,在预先沉积了ZnO和Al2O3的玻璃衬底上制备了Al2O3掺杂的ZnO薄膜。研究并对比了两种不同的缓冲层对ZnO∶Al(AZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。并借助X线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等方法测试和分析了不同缓冲层,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能的影响。结果表明:加入缓冲层后,在衬底温度为200℃时,溅射30min,负偏压为60V、在氮气气氛下经300℃退火处理后,制得薄膜的可见光透过率为83%～87%,AZO薄膜的最低电阻率,从9.2×10-4Ω.cm(玻璃)分别下降到8.0×10-4Ω.cm(ZnO)和5.4×10-4Ω.cm(Al2O3)。