GaAs微结构中共振隧穿薄膜介观压阻效应研究

设计并利用控制孔技术加工了GaAs基微结构和基于该微结构的共振隧穿薄膜,并通过实验研究了微结构中共振隧穿薄膜的介观压阻效应,试验结果表明其介观压阻灵敏度比硅的最大压阻灵敏度高一个数量级.     

金刚石氮空位中心的研究进展及应用

综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。     

利用白光干涉原理测量MEMS深槽结构

利用白光干涉仪测量形貌,实现对MEMS深槽结构的几何尺寸和三维形貌的分析.实验采用样品为硅栅,测得沟槽的深度为89.78μm,沟槽宽度22.6 μm,深宽比为4∶1,得到清晰的三维形貌图.经过对不同沟槽的测量发现,当槽结构的宽大于5μm时,经倾斜一定角度后,可以测得槽的三维形貌.     

基于CAN总线的红外CH4监测仪设计

利用集成了A/D转换器和CAN控制器的高性能单片机C8051F040为控制核心,设计了一种基于CAN总线的红外CH4检测仪.使用高速收发器TJA1050,实现了CAN总线的接口设计,同时介绍了其硬件电路设计和相应软件设计.该监测仪具有响应快、性能稳定、抗干扰能力强等特点,通过CAN总线实现了远程监控现场气体浓度的功能.     

基于MEMS矢量水听器微弱信号提取电路的设计与测试

文中介绍了一种基于纤毛式MEMS矢量水听器微弱信号提取电路。该电路采用两级信号放大,两级之间设计二阶巴特沃斯低通滤波器。该电路设计经电路仿真软件进行仿真和水下测试。测试结果表明:该微弱信号提取电路可以很好地对水听器采集到的信号进行放大,表现为水听器的接收灵敏度为-160 dB(0 dB=1 V/μPa)。采用这种电路设计的MEMS矢量水听器不仅具有令人满意的"8"字形方向特性,而且具有良好的低频特性,可以满足低频声学测试需要。     

微加工工艺应力的喇曼在线测量

针对微加工工艺过程造成的残余应力,文中提出了喇曼在线测量方法,并对最常用的三种微加工工艺:淀积、腐蚀或刻蚀及键合进行了喇曼在线测量.测量结果与理论分析相符,淀积工艺中,氮化硅对硅片造成的残余应力比氧化硅造成的大,且氧化硅在硅衬底上形成的残余应力是压应力,氮化硅形成的是张应力;刻蚀工艺和键合工艺对硅片造成了相对较大的应力分布,且都为张应力,最大值超过300MPa.     

应用于谐振式光学陀螺的数字低通滤波器设计

为了提高谐振式光学陀螺(Resonant optic gyro,ROG)数字检测系统的信噪比,消除解调曲线中的高频噪声,降低FPGA资源占有率,提出并设计了一种惯性数字低通滤波器.该滤波器能够满足ROG数字检测系统在40 MHz的高采样率下,低通截止频率连续,阶数可调,FPGA内部消耗资源少的要求.理论分析了惯性滤波器的函数模型,给出了该滤波器的数字实现过程,仿真并测试了截止频率为194.38 Hz,0.189Hz下的幅频和相频曲线.实验表明:设计的数字滤波器幅频、相频特性优良,FPGA资源占用率仅为0.09%,阶数及截止频率调节简便,满足了数字锁相放大器内低通滤波器的设计要求.     

拉曼光谱应用于硅微悬臂梁的应力特性测试

介绍了一种基于拉曼光谱频移来实现微结构应力测试的方法。利用该方法,实现了标准体硅腐蚀工艺形成的八梁支撑的微悬臂梁中应力分布的测试。测试结果表明EPW体硅腐蚀形成的梁—质量块系统中梁与质量块上存在40～160MPa的张应力,微梁上的残余张应力平均达到100MPa;对微结构上的不同位置,边缘的残余应力普遍要比中心位置的大一些。     

超声多重深度相控聚焦发射设计与仿真

为解决动态孔径发射检测效率低而动态深度聚焦成像技术不同深度检测分辨率不均匀的问题,结合两种技术的优点,设计了一种多重深度聚焦发射方案。通过对超声相控阵成像空间分辨力与线性阵列结构参数关系的分析,确定了分区对称发射方式。并在标定横向焦宽7 mm,纵向焦深50 mm条件下,得到探测深度最大为110mm。经仿真成像对比,证明了该发射方法可有效改善分辨率不均和动态范围随探测深度降低的问题,且有效提高了超声相控阵检测效率。     

SOI纳米波导的优化制备与弯曲损耗测试

主要针对目前SOI(Silicon-on-insulator)纳米光波导结构弯曲损耗严重的问题,系统地进行了理论仿真分析,设计出最佳的纳米波导结构,并采用MEMS工艺对其进行加工制备与优化处理。后利用了SEM(扫描电子显微镜)、AFM(原子力显微镜)、透射谱功率法等研究手段精确测试了在高纯氮退火和BOE腐蚀后处理不变的情况下,不同温度热氧化退火处理下的波导侧壁粗糙度和对应的弯曲损耗,结果表明:波导的侧壁粗糙度随退火温度的变化近似呈二次抛物线变化趋势,在900℃附近达到最低值2.1 nm,对应的半径15μm的环形波导的弯曲损耗为(0.0109±0.001)dB/turn,其损耗值与理论分析结果一致。利用这一结论就可以通过选择不同的优化处理条件来减小环形波导的弯曲损耗,从而实现光能量的高效传输。