单片集成的压阻式加速度计设计及加工

针对现实环境下加速度方向多维测试的需求,提出了一种"四边八梁"的MEMS低加速度g(g=9.8m/s2)值压阻式三轴加速度传感器。根据其工作原理进行结构设计,并通过ANSYS与Matlab软件分析、优化结构参数。设计工艺流程并进行离子注入、ICP干法刻蚀及深硅刻蚀等关键工艺加工,最终实现传感器器件加工及封装。利用精密离心机测得传感器3个轴向的的灵敏度分别为44.35μV/g、49.52μV/g、232.89μV/g,验证了设计方案可行性。     

微型惯性测量装置

在介绍微型惯性测量装置工作原理的基础上,详细阐述了系统件的软硬实现过程,并通过转台试验验证了利用其进行导航计算的正确性和有效性.     

一种基于MATLAB的CMUT阵列设计与成像仿真方法

为了分析阵列设计参数与成像效果的关系,提高微电容超声传感器(CMUT)阵列设计的可靠性,提出了一种仿真CMUT阵列水下成像方法。设计了一种CMUT结构,振膜厚3μm,振动单元边长1.16 mm,ANSYS仿真得出中心频率为464 kHz。讨论了阵列参数与声束指向性关系,以空间脉冲响应理论为基础提出了一种可显示CMUT阵列成像效果图的仿真设计方法。通过MATLAB对该方法的仿真,模拟了不同结构的CMUT线阵在不同激励形式下的水下成像。仿真结果表明,64阵元且阵元中心距0.5λ的CMUT线阵在单脉冲激励下成像效果最好。该仿真方法的实验结果与理论一致,且相比单纯理论分析该方法结论更直观,考虑成像影响因素更全面。     

共振隧穿二极管Ⅰ-Ⅴ特性的一致性测试与研究

共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性.为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要.文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性.实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3%.随后测试仪器的测量误差,发现其中1%的相对漂移量由测试仪器造成.     

条形和脊型SOI波导微环结构传感性能研究

使用时域有限差分(FDTD)方法研究了基于SOI微环谐振腔结构的条形和脊型波导,探究了微环谐振腔应用于生物传感的理论。分析了结构的几何尺寸对生物传感器灵敏度的影响。通过分析条形和脊型波导的模场分布图,解释了条形波导的灵敏度明显高于脊型波导的原因,且随着波导宽度的增加其灵敏度系数的变化遵循相同的趋势。并且,当条形波导取得最高的灵敏度系数时,其横截面是方形的,然而脊型波导的最大灵敏度值对应的却是不完全对称的几何结构。当条形波导的横截面全对称时,灵敏度达到最大值172.3 nm/RIU。     

基于AFM的纳米梁杨氏模量和残余应力测量

针对同一工艺流程下相同杨氏模量和残余应力的双端固支梁阵列,建立了简化的杨氏模量和残余拉应力的弯曲测试模型,并将应力刚化理论应用到几何非线性有限元分析中用于上述模型的理论误差评价.提出将拉曼频移测试与原子力显微镜(AFM)弯曲测试相结合的实验方案,首先利用拉曼频移判断结构中的应力拉压性质,随后利用AFM测量梁阵列的弹性系数,最终利用MATLAB求解超定方程组的方法解得梁阵列的杨氏模量和残余应力,测试结果证明了该实验方案的可行性.     

Raman scattering studies on PZT thin films for trigonal-tetragonal phase transition

PZT thin films were successfully prepared through sol-gel. The annealing temperature was confirmed through DTA analyzing. The trigonal and tetragonal phase transition was analyzed through Raman scattering. The intensity of the A1（2TO） mode and the A1（3TO）T mode were enhanced with the increase of the annealing temperature. So, the conclusions were obtained that the trigonal phase turned into a tetragonal phase as temperature increased.     

基于硅微梳齿型谐振器的MEMS动态测试研究

在利用激光多普勒对硅微梳齿型谐振器多阶振动频率进行提取的基础上,结合频闪显微干涉测试技术对其谐振频率及其振幅进行了动态测试,并根据测试结果推导了谐振器的动态应力值.实验测试结果及应力推导结果与ANSYS的仿真结果相符合.     

压力测试中引压管的动态特性研究

采用激波管实验装置对不同长度、不同直径的引压管进行了实验.利用MATLAB编写了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法,通过FFT算法计算了实验结果的频率特性,分析了长度、直径对引压管动态特性的影响.结果表明:随着直径的增加,引压管的工作频带变宽;长度是最主要的影响因素,直接决定引压...