磁致伸缩薄膜和微驱动器

本文主要介绍日本东北大学电气通信研究所的荒井贤一教授和本田等人开展磁致伸缩薄膜驱动器的研究工作.他们把半导体集成电路制造技术应用于微机械加工中,试制成磁致伸缩型微驱动器.随着半导体集成电路技术发展起来的半导体微机械技术,实现微机械加工技术的研究正在广泛开展,最近已报道了在硅基片上制作成功微小发动机和各种微型机构的消息,在半导体以外的领域中也出现了很多微     

超磁致伸缩薄膜性能测试系统研究

针对超磁致伸缩薄膜制备过程中所关心的性能测试问题,提出了利用外加磁场引起薄膜变形,运用微位移传感器测试薄膜变形的新方法,以此为基础,建立了超磁致伸缩薄膜性能测试系统,并通过本系统测试比较了不同条件下制备的Tbo.27 Dy0.73 Fe2 薄膜的磁性能.结果表明,在制备磁致伸缩薄膜材料过程中施加一个平行于薄膜长度方向的磁场,可得到更好的磁致伸缩性能.     

超磁致伸缩微移动机器人

日本名古屋大学教授福田敏男和新井史人等开展了超磁致伸缩元件的研究工作,他们利用稀土类磁性材料的磁致伸缩特性,在室温下获得形变量大10~(-3)量级的结果.如果改变磁场,磁体就会产生形变的磁性材料称之为磁致伸缩材料,虽然磁致伸缩元件形变位移量很小,但是,由于外部的交流产生磁场变化,因此可用非接触方式使元件产生形变位移动,具有不用导线来作驱动的工作特点,磁致伸缩效应较大的超磁致伸缩元件产生形变位移,过去开发试制若干管内移动机器人可用于管内检查、修理工作,但是,为了使致动器驱动,电源供电缆处理成为问题,而超磁致伸缩驱动器不需要电缆,其形状适宜可做     

基于功率MOSFET的超磁致伸缩执行器驱动电源

在分析超磁致伸缩材料的驱动特性及超磁伸缩执行器驱动电源特点的基础上,采用连续调整型恒流源的原理,并选用功率MOSFET作为功率放大元件,研制出－3－＋3A连续可调的高精度超微致伸缩执行器驱动电源。实际测试的结果表明其性能良好,可以满足驱动超微致伸缩材料的要求。     

用于微振动控制的超磁致伸缩驱动器的研究

文章介绍了允动器在振动主动控制系统中的作用，叙述了超磁致伸缩驱动器的设计计算过程和结构组成，给出了超磁致伸缩驱动器的位移输出特性曲线。     

基于材料力学的磁致伸缩薄膜悬臂梁挠度分析

采用材料力学法对磁致伸缩薄膜两层悬臂梁挠度与薄膜磁致伸缩系数的关系进行了分析，所得结果与采用能量最小化和有限元法导出的结果完全一致，并将其扩展到多层悬臂梁的情形，得到了一个简洁的表达式。     

超磁致伸缩微位移驱动器的研究

新型超磁致伸缩材料ＴｂＤｙＦｅ具有输出力大、位移分辨力高及位移范围大等特点,将其应用于微位移驱动器中,将极大提高驱动器的性能指标,从而推动超精加工技术的发展。文中介绍了应用超磁伸缩材料研制的驱动器的结构及性能,并建立磁－机械耦合西式,以利于超磁致伸缩器件的研究及设计。     

薄膜磁致伸缩系数测试系统的研究

根据激光光杠杆放大原理设计实现了薄膜磁致伸缩系数的计算机辅助测试系统。根据激光光杠杆的放大作用,利用位置敏感传感器(PSD)探测激光光点的位移,将激光点位移信号转换成电信号,利用KEITHLY2182电压表测量电信号,在Testpoint测试软件平台上开发了磁致伸缩系数测试程序,通过计算机对KEITHLY2182电压表的控制,实时读出KEITHLY2182电压表所测到的电压并进行数据处理。通过标定,该测试系统能较好地对薄膜磁致伸缩系数进行测量。     

超磁致伸缩材料及其应用

介绍了超磁致伸缩材料具有高磁致伸缩应变λ，能量转换效率高、工作频带宽、频率特性好；稳定性好、可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无过热失效等特点；开发出的TbxDyt（1-x）Fe，合金，在较低的外磁场下就能达到超磁致伸缩效果，并对TbFez，DyFe2，Tb0.3Dy0.7Fe2（Terfenol-D）做了特性对比；超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面广阔的应用前景，超磁致伸缩材料的应用及研究对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。     

超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数辨识

准确辨识磁滞模型参数是保证超磁致伸缩执行器位移控制精度的关键,而单一算法难以实现对超磁致非线性模型参数的精确辨识。该文提出了一种新型混合优化策略,即改进的遗传退火算法,并将其应用于对超磁致伸缩执行器位移磁滞模型参数的辨识。该算法兼顾了遗传算法和模拟退火算法的优点,同时还引入了机器学习原理,将模拟退火算法作为遗传算法中的种群变异算子,并将模拟退火算法中的抽样过程与遗传算法相结合。此算法不仅充分发挥了遗传算法并行搜索能力强的特点,且增强和改进了遗传算法的进化能力,同时提高了系统的收敛性和收敛速度,避免最优解的丢失。通过仿真和试验研究表明,该算法相对于遗传算法有更高的精度,可有效精确辨识超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数。     

采用超磁致伸缩薄膜的光纤磁场传感器

采用马赫-曾德尔干涉仪,对TbDyFe超磁致伸缩薄膜/光纤传感器的磁探测性能进行了实验测试.结果表明:在1 kHz调制频率附近,传感器对磁场具有最大的信号响应;在恒定直流磁场及调制磁场强度小于1 kA/m的条件下,系统输出信号大小随调制磁场强度线性增加;在35～50 kA/m的直流磁场范围内,传感器可探测的最小磁场变化为8.6×10-2A/m.     

形状记忆合金薄膜驱动微泵的动态特性

一种用形状记忆合金薄膜驱动的新型微泵已经研制成功。为了进一步提高微泵性能，研究了微泵在不同驱动条件下的动态特性。结果表明，随着驱动电流和频率的增加，驱动膜有一个最大的位移植。占空比对最大位移的影响在有无流体情况下是不同的。微泵的流量不仅仅由驱动膜的位移决定，它还与驱动频率有关。在给定的频率下，位移越大，输出流量也越大。动态驱动过程中NiTi电阻的变化表明，形状记忆合金薄膜的马氏体←→奥氏体相转变是不完全的。     

薄膜晶体管研究进展

薄膜晶体管是液晶显示器的关键器件，对显示器件的工作性能具有十分重要的作用。本文论述了薄膜晶体管的发展历史，描述了薄膜晶体管的工作原理，分析了非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、有机薄膜晶体管、ZnO活性层薄膜晶体管的性能结构特点与最新进展，并展望了薄膜晶体管的应用。     

AlN薄膜制备技术研究

采用磁控溅射法制备了AlN薄膜并研究了射频(RF)等离子清洗对AlN薄膜结晶取向度的影响,实验表明,RF等离子清洗基片3min后AlN薄膜c轴取向摇摆曲线半峰宽达到1.3°;通过Mo薄膜衬底对AlN薄膜结晶取向度的影响发现,取向度好的Mo薄膜衬底有利于c轴取向AlN薄膜的生长;Ar气体流量对AlN薄膜应力的影响使AlN薄膜应力从-390(压应力)~73 MPa(张应力)可调。     

磁控溅射ZnO基TFT的研究

采用直流磁控溅射在SiO2/n-Si(111)衬底上沉积了Al薄膜,经过光刻、刻蚀形成源漏极,再采用射频磁控溅射沉积ZnO薄膜作为有源层,成功制备了底栅顶接触结构的ZnO-TFT,Al膜厚135nm,ZnO膜厚110nm.实验结果表明,薄膜晶体管展示出明显的栅控特性以及饱和特性,ZnO薄膜沿C轴择优取向生长,且在可见光...     

碳化硅薄膜及压阻效应研究

研究了SiC薄膜的制备及其压阻特性。利用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在硅(111)晶面制备SiC薄膜,对制备的薄膜进行X射线衍射分析和其它测试。结果表明:SiC薄膜晶向取向一致,薄膜生长速率为3 m / h,厚度约为5 m。同时,利用高阻仪研究该薄膜的压阻特性,测得应变量()在(2~6)×104范围内,电阻的相对变化量(ΔR·R1)和压阻灵敏度因子(k)随应变量()的变化曲线。结果表明该薄膜有明显的压阻效应。     

有机薄膜器件电流机制的研究

对于有机薄膜器件(包括有机电致发光器件(OLED)和有机场效应晶体管(OTFT)),器件的电流机制直接决定了器件的性能,因此深刻理解其相关机理是十分必要的.虽然对于有机薄膜器件的电学性能研究较早,但是由于器件结构及有机薄膜内部影响机制的复杂性使得不同学者的研究结果很不一致.为此,文章以相同的镁银合金(MgAg)为电极,...     

磁感应强度控制的超磁致微位移器电源研究

超磁致伸缩材料是近年发展起来的新型功能材料，应用于微位移驱动器时具有精度高、推力大等优点。在采用磁感应强度作为负反馈控制量的基础上，推导了从控制量得到代表驱动器位移信号的过程，设计了相应的高精度驱动电源。通过实验，对于超磁致伸缩微位移器驱动电源静态和动态特性作了详细的分析和研究。     

超磁致伸缩材料控制模型的研究

超磁致伸缩材料作为一种新型、高效的功能材料在许多领域显示出良好的应用前景,但是由于其存在滞回、非线性等不足,限制了它的进一步应用。文章在分析超磁致伸缩现象产生机理的基础上,给出了其基于磁感应强度的控制模型,并通过分析和实验研究得出,采用磁感应强度的控制方法可减小超磁致伸缩材料滞回,提高其控制精度的结论。     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。