扫描探针显微镜的研究

介绍了扫描探针显微镜的起源及其发展过程，同时对扫描探针显微镜中最常用的两种：STM、AFM作了原理和结构介绍，最后介绍了SPM探针的形状及其性能数据。     

多晶硅微机械抗粘附结构参数设计

讨论了在大气环境或有液体的环境下，表面张力对微加工悬臂梁结构粘附的影响，以及真空条件下Casimir量子力对微机械薄膜微腔结构的稳定性和粘附的影响。建立了Casimir量子力作用下粘附问题的实际粗糙模型理论。对不同表面力作用下的抗粘附结构研究结果表明，微悬臂梁和薄膜微腔结构的稳定性和粘附与材料的弹性特性，材料的表面特性、结构的长度、厚度以及构件与基本之间的间隙有关，而与结构的宽度无关。给出了抗粘附结构参数设计的对数坐标图。     

压力传感器灵敏度温度系数三极管补偿技术

分析了压力传感器灵敏度温度系数的三极管补偿法原理,从数学的角度提出了定量的补偿公式;在实验中,通过温度周期的调节标定,补偿后灵敏度温度系数绝对值容易达到(10～100)×10-6/℃,从而验证了该技术的可行性和实用性。对实验数据的研究后,讨论了此技术的局限性并在设计中提出了改进办法,具有实用价值,在生产实践中得到了推广应用,反复考察证明补偿后压力传感器的工作性能是稳定可靠的。     

硅基微机械表面粘附及摩擦性能的AFM试验研究

在Si（100）基片上制备了十八烷基三氯硅烷（OTS）分子润滑膜，并用原子力显微镜（AFM）对比研究了施加OTS膜前后的硅表面的粘附、摩擦磨损性能。试验考虑了相对湿度和扫描速度对粘附、摩擦性能的影响。结果表明，相对于硅构件来讲，OTS膜表面粘附力较小，具有较小的摩擦因数，呈现较好的润滑性能；硅构件受湿度变化的影响比OTS膜明显。微构件的摩擦性能由于水合化学作用生成Si（OH）。润滑膜，使得其受相互间运动速度影响很大。OTS膜不仅是一种耐磨性较好的润滑膜，而且有良好的稳定性。     

通用型耐高温微型压力传感器封装工艺研究

针对通用型高温微型压力传感器的测量要求,采用SIMOX(separation by implanted oxygen)技术SOI(silicon on insulator)晶片4层结构Pt5Si2-Ti-Pt-Au合金化引线系统,解决了高温压力传感器引线的难点。制作了静电键合实验装置,完成了硅／玻璃环静电键合,制作了压焊工作台,选用退火后的金丝,金金连接完成内引线键合。自制了耐高温覆铜传引板,定制了含Ag的高温焊锡丝,选用了耐高温导线作为外导线,完成了耐高温封装的关键部分。研制了高精度、稳定性的压阻式压力传感器。     

耐高温压阻式压力传感器研究与进展

传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个P型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式，采用PN结隔离，高温压阻式压力传感器取消了PlN结隔离，与半导体集成电路平面工艺兼容，符合传感器的发展方向。根据力敏材料的分类，分别介绍了多晶硅中高温压力传感器、SiC高温压力传感器和单晶硅SOI（silicon on insulator）高温压力传感器的基本工作原理和国内外的发展现状，重点论述了BESOI（bonding and etch-backSOI）、SMARTCUT和SIMOX（separation by implanted oxygen）技术的SOI晶片加工工艺。以及由此晶片微机械加工成的芯片封装的高温微型压力传感器部分特性，对此领域的发展作了展望。     

用AFM压痕技术定量介观硬度的方法研究

用原子力显微镜(AFM)纳米压痕方法结合扫描力显微镜技术，表征类金刚石(DLC)膜，金块Au，单晶硅Si的纳米硬度。用能量密度理论解释基于AFM压痕技术测定纳米硬度的机理，给出AFM纳米压痕的能量平衡方程。对DLC膜，金块，单晶硅进行纳米压痕试验，表明在同样载荷下，不同材料的压痕深度是不相同的。DLC膜具有较高的抗压性能，Si其次，Au的抗压性能最低。通过曲线拟合技术，定量给出金块的纳米硬度分析模型：H=(2．83／Df) 2．86。     

微管道中压力驱动液体流动特性的数值模拟研究

MEMS系统的飞速发展让人们对微尺度领域的研究产生了极大的兴趣.对压力驱动下蒸馏水流过直径20μm微管道的流量-压力、流速-压力特性进行了数值模拟研究.结果表明,在该仿真条件下,蒸馏水的流动规律基本符合宏观条件下的Navier-Stokes和Hagen-Poiseuille方程.在仿真研究中还考虑了重力对流动特性的影响,结果发现,在微米尺度下,重力对流动的流量与速度的影响很小,几乎可以忽略不计.     

电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及界面摩擦

采用分子动力学方法结合流体边界滑移理论对电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及摩擦特性进行数值模拟和理论分析。采用石墨烯-水Couette剪切模型,获取电润湿作用下和不带电情况下的剪切速率轮廓、石墨烯表面的剪切应力、边界滑移速率、滑移长度及界面摩擦系数,着重研究界面滑移长度和界面摩擦系数与剪切应变率之间的变化。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,滑移长度迅速增加,且电润湿作用下的临界剪切应变率明显高于不带电情况下的临界剪切应变率,而界面摩擦系数随着剪切应变率的增大而减小;石墨烯电润湿作用明显增强了石墨烯-水界面的摩擦。无论在电润湿作用下还是不带电情况下,石墨烯-水Couette模型中水的黏性系数与剪切应变率无关。     

一种新型工业电加热器的开发与应用

成功实现SiCl4转化成SiHCl3的关键在于开发出适应这种苛刻工况下的新型电加热器.经过分析和实验,提出了"二次高温处理"和"压扁"的新工艺,彻底排除了电热管填料氧化镁粉中的水分,减小了热态泄漏电流,保证了电加热器在(400～500)℃连续长期稳定地工作8000h.新产品已经成功地应用于工业实际生产中,并打入了国际市场,具有明显的经济效益和社会效益.