MEMS用新型微型超级电容器的制造及性能分析

采用微加工工艺为MEMS制作了一种基于电化学赝电容原理储能的微型能量存储器件——新型微型超级电容器.通过光刻、感应耦合等离子体刻蚀和溅射等MEMS微加工工艺制作了硅基3D微电极阵列,并在其表面用阴极电沉积法制备了氧化钌功能薄膜.采用循环伏安法和交流阻抗法研究了3D微电极的性能,系统比较了3D微电极与平面微电极的电化学性能,测试结果表明3D微电极的比电容达1.57F· cm-2.基于三维微电极阵列阳极和钌钛金属氧化物阴极组装了微型超级电容器,恒流充放电测试结果表明该电容器的比容量达0.73F·cm-2,比功率达0.50mW·cm-2,比能量达0.36J·cm-2.     

MEMS变形镜用PZT厚膜致动器阵列的制备及性能表征

提出了一种基于锆钛酸铅(PZT)压电厚膜致动器阵列驱动的MEMS微变形镜,建立了该微变形镜的结构模型,分析了其结构中各层厚度对其性能的影响.PZT压电厚膜是通过基于PZT压电陶瓷体材料的湿法刻蚀技术制备的,刻蚀液为1BHF2HCl4NH4 Cl4H2O.以数字锁相方法测试了压电厚膜的介电性能,在100 kHz以下时,其介电常数和介质损耗分别优于2400和3%.利用悬臂梁方法测试了压电厚膜的也.横向压电系数,约为-250 pm/V.制备了4×4阵列的压电致动器阵列.采用激光多普勒测试压电致动器的电压位移曲线,在100 V的电压驱动下致动器的变形量大约为2.2/μm;测试了致动器的频率响应,其谐振频率高于100 kHz;致动器刚度大,带负载能力强.     

硅基MEMS三维微电极阵列的超电容特性

三维微电极是一种具有空间结构优势、电化学性能比二维微电极更加优越的微型储能结构.本文提出一种基于光刻、感应耦合等离子体刻蚀和溅射等MEMS工艺加工三维结构硅基微电极阵列的新方法.采用电化学阴极沉积工艺在微电极表面制备了纳米氧化钌功能薄膜.借助扫描电子显微镜、循环伏安测试和电化学交流阻抗谱测试等手段对三维微电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,系统研究了阴极沉积电流密度、电沉积时间以及硅基微结构表面"微草效应"对三维微电极超电容特性的影响.所制备三维微电极的比电容达到1.57 F/cm2,与平面电极比电容0.42 F/cm2相比明显提高,而电化学阻抗比二维平面微电极显著降低.相关实验数据表明基于MEMS技术加工的三维结构微电极具有优于平面电极的电化学电容储能特性.     

钨丝微电极阵列的简易制备方法

本文提出了一种简易、低成本的钨丝微电极阵列制作工艺和方法.该方法采用MEMS工艺制作的玻璃模具实现钨丝阵列的精密有序排列,同时,在钨丝电极表面涂覆一层光敏性的聚酰亚胺作为绝缘层,结合"双面光刻"技术和电化学腐蚀技术实现电极位点大小和电极丝几何尺寸的精确控制.最后,通过注模、光刻制作SU-8固定座体完成钨丝微电极阵列的组装固定.整个制作工艺简单快速,且玻璃模具可重复使用,大大降低了制作成本.此外,本文还测试和评价了所制作微电极的表面形貌、电学性能以及生物相容性.     

利用微电极阵列技术研究合金的腐蚀

随着工业水平的不断发展与提高,合金材料的使用量亦不断增大。然而合金材料的腐蚀问题在工业生产及生态环境中造成了不可估量的损失。为此,国内外学者已经开展了大量关于合金腐蚀机理与防护方面的研究,并取得了一定的进展。微电极阵列技术是一种介于宏观的经典电化学技术和微区扫描探针技术之间的新型电化学测试方法。它既能获取合金大面积电极的整体平均信息,又能探测合金局部微小区域内的电位、电流分布特征,能更加准确地测试合金局部腐蚀过程中非均一的电化学信息。随着国内外学者的不断研究与开发,现已实现微电极阵列的优化。该技术联合其他电化学测试技术和表面科学技术等方法,不断丰富了合金/腐蚀溶液界面的物理、化学及电化学信息。近几年,大量专家学者采用该微电极阵列技术与其他测试技术相结合的方法研究了常用合金在不同环境和腐蚀状态下的局部腐蚀过程及机理,并取得了重要的研究进展。其中,对异材质金属的电偶腐蚀行为及演变规律的研究取得了重大突破。此外,实时耦合的多电极阵列传感器(CMAS)探针的开发应用,对合金局部腐蚀的在线监/检测起到了举足轻重的作用。本文主要综述了微电极阵列技术在研究合金的电偶腐蚀、表面涂层失效、腐蚀环境的影响方面的进展,探讨了微电极阵列技术在表征合金局部电化学不均一性方面的优势与不足,并对其进行了总结和展望。     

基于聚酰亚胺的神经微电极的制备及特性研究

提出了一种基于非光敏型聚酰亚胺PI-5J的柔性薄膜神经微电极的制作方法,利用常规光刻技术设计和制作出了适合植入的柔性神经刺激微电极阵列,并通过离体实验对其进行了微电极的老化测试和电学特性测试,通过在体实验进行了微电极的生物相容性测试.测试结果显示,制作出的微电极不容易老化,而且具有很好的生物相容性和电学性能,此实验结果...     

Eu(Ⅲ)与PNIPAM接枝核壳纳米微球相互作用的研究

利用透射电镜、X射线光电子能谱、动态激光光散射和荧光光谱技术对Eu(Ⅲ)与聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝核壳纳米微球PNIPAM-g-P(NIPAM-co-St)(PNNS)的相互作用进行了研究.结果表明:Eu(Ⅲ)和热敏性的核壳纳米微球PNNS有显著的相互作用.其一,Eu(Ⅲ)可与PNNS中酰胺基团上的氧原子配位形成微球配合物Eu(Ⅲ)-PNNS;其二,Eu(Ⅲ)-PNNS微球配合物兼具热敏性;其三,该配合物在614 nm处的荧光强度较Eu(Ⅲ)增大了33倍,Eu(Ⅲ)与PNNS之间能量传递达到55%.     

离体电生理检测微电极阵列传感器的设计与制备(英文)

针对动物离体组织电生理检测的实际需求,设计并制备了一种以载玻片为基底,以微电极阵列为敏感元件,并将灌流装置集成一体的传感器芯片.采用微电子机械系统(MEMS)技术中的薄膜工艺完成了微电极阵列的制备,其导电层和绝缘层分别是铂和氮化硅.采用聚二甲基硅烷(PDMS)浇铸制成埋有管道的方形灌流槽.该传感器可保持离体组织的生理活性,同时实现电生理信号的64通道同步记录.整个芯片结构紧凑,接口简单,使用方便.对芯片的电学性能进行了研究,结果表明,通过在微电极表面电镀修饰铂黑,可有效降低其交流阻抗,提高信噪比.     

微透镜阵列的飞秒激光加工方法

为研究常用的微透镜制造方法,通过熔融光刻胶法、反应离子束刻蚀技术、微喷打印法、飞秒激光加工法、热压印法等的对比,表明采用飞秒激光加工以及局部腐蚀的方法,能够加工各种形状的微透镜阵列,而且加工时间短,制造成本低,微透镜最小特征尺寸可以达到30μm以内。将飞秒激光加工的微透镜阵列作为模板,运用热压印技术进行复制,不仅能够获得质量良好的微透镜阵列,还能够批量化生产,减小制造成本。     

《先进材料》报道华东理工大学联合培养博士生董哲勤3D打印光滑型超疏油表面研究新进展

正近日,《先进材料》以"Superoleophobic Slippery Liquid-Infused Surface:Combining Two Extremes in the Same Surface"(https://doi.org/10.1002/adma.201803890.IF=21.95;Figure 1-2)为题,报道了华东理工大学许振良教授课题组联合培养博士生董哲勤(联合培养单位:Karlsruhe Institute of Technology,Germany)在3D打印光滑型超疏油表面的研究工作.该文利用3D激光直写技术制备得到了具有纳米粗糙度和多重凹型结构的微柱阵列,通过将润滑液灌注到微柱表面的纳米结构中获