MEMS兼容PZT压电厚膜的性能测试

丝网印刷法制备PZT厚膜工艺与MEMS技术兼容.通过调整PZT印刷浆料粘度,并采取多次套印、多次退火及合理的烧结工艺,在硅膜片上获得了较致密的PZT厚膜.采用悬臂梁方法对制备的Ag/PZT/SiO2/n+Si结构复合压电厚膜进行了直接测试,结果表明PZT压电厚膜的压电常数d31可达70×10-12m/V,以此方法制备的压电厚膜适合作为MEMS执行器的微驱动元件.     

毛细管电泳非接触电导检测器的研制

非接触电导检测法已经成为毛细管电泳芯片中一种通用的物质分离检测方法．本文提出了一种微型化的电容耦合非接触电导分析系统,采用新颖的三明治电极结构减小了电极之间的寄生电容．这种电极结构能够有效地减小电极的长度,克服了非接触电导检测中电极易于折断的缺点．当采用电极宽度1mm、电极间距1mm、MES／His缓冲溶液浓度为20mmol／L和激励电压20Vpp、90kHz的条件时,检测器具有最好的分离效果．在最佳的分离效果,实现了1mmol／L的K^＋和Mg^2＋混合无机阳离子的分离检测．     

一种全对称微机械陀螺的双级解耦机构特性

为了实现微机械陀螺的频率匹配和双级解耦,提出了一种全对称双级解耦结构体硅微机械陀螺.该陀螺结构完全对称,容易实现驱动和检测模态谐振频率的匹配,提高系统灵敏度.驱动和检测方向的主要阻尼均为滑膜阻尼,在常压下工作也可以获得较高的品质因子,避免了器件的真空封装.利用4组十字折梁,实现了结构的双级解耦.仿真结果表明,模态之间的耦合系数小于0.17%.采用体硅微机械加工技术制作了样品,关键工艺有硅-玻璃阳极键合和DRIE技术.基于计算机图像技术对微机械陀螺进行了测试,验证了陀螺的解耦功能,在常压条件下测得该陀螺的品质因子为195,灵敏度为8.031 mV/（（°）.s^-1）.     

镍薄膜电阻作为多功能传感器的温度敏感元件

为解决铝萍膜和银萍膜电阻率小、热敏电阻灵敏度低、耐腐馈性差、工作低等问题,提出镍薄膜电阻可以作为温度敏感元件集成在压力传感器上,对镍薄膜热敏电阻的制备方法、温度敏感特性进行了分析与实验研究,并将其集成在耐高温压力传感器上,对制备的压力-温度多功能传感器进行了测试,结果表明传感器可在室温至200℃温度压力传感器上,对制备的压力-温度多功能传感器进行了测试,结果表明传感器可在室温至200℃温度范围工作并达到较高精度,可以推广使用。     

MEMS中的静电-热键合技术

在研制压力传感器时,采用静电一热键合相结合的方法,对Si／Au—Glass、Si／Au—Glass／Si结构的键合技术进行了研究．硅与淀积有金加热器引线玻璃的封接：先以Si／Glass静电键合方法进行,再400℃退火2h,使Si／Au热键合．用一次充氮真空检漏法对键合形成的绝压腔进行了测试,结果显示：键合界面接合牢固、气密．此技术被用于Si／Au—Glass／Si结构自检测压力传感器的键合封接,经对传感器测试,性能良好,具有自检测功能．     

太阳电池阵样品等效电容的确定方法

在实验室进行的等离子体环境下的静电充放电试验中,由于条件的限制,一般使用的太阳电池阵样品只有几十平方厘米大小,可以通过选用增加等效电容的方法来模拟实际的太阳电池阵。分析了太阳电池阵静电充放电的基本原理。通过现象分析,确定了影响太阳电池阵充放电的几个电容因素,并对各个电容进行了分析,给出了等效电容的计算方法。分析表明,影响太阳电池阵充放电的电容因素主要有两个方面,一是影响一次放电的电容,主要是玻璃盖片的电容;另一个是影响二次放电的电容,电池串间的电容起主要作用。     

不同测试电压下多壁碳纳米管湿度传感器的稳定性(英文)

为提高碳纳米管(CNTs)湿度传感器的检测精度,研制了一种电阻型碳纳米管湿度传感器.阐述了传感器的结构、工作原理与制作过程,并对传感器的稳定性进行了实验与理论分析.建立并求解了对应于两根碳纳米管间势垒的薛定谔方程.分析结果表明传感器内部碳纳米管的稳定决定了传感器的稳定性,并且测试电压会影响碳纳米管的稳定性对传感器电阻波动的影响.实验结果表明传感器的工作电压影响着传感器的稳定性,当测试电压为5V时传感器电阻波动范围大约是工作电压为15 V时的5倍.     

石英陀螺闭环自激驱动电路(英文)

为使石英陀螺满足高性能、小型化和集成化需求,设计石英陀螺专用集成电路接口芯片势在必行.本文通过分析石英陀螺表头的机电特性,得出方波驱动方式是系统性能和复杂程度的折衷.据此设计了一种闭环自激驱动电路.该电路与石英结构形成反馈环路,从而实现陀螺的自激驱动,并通过自动增益控制电路实现幅值稳定.该电路已用0.5μm CMOS工艺实现,测试结果表明该电路可以实现稳幅稳频的驱动,幅值稳定度0.01%.集成该驱动电路的石英陀螺系统达到战术级性能.     

力平衡MEMS加速度计的系统级建模与仿真

利用两种不同方法完成力平衡加速度计的系统级仿真．系统级模型参数在已完成的硅基力平衡MEMS加速度计结构上提取,数学模型和仿真分别采用VHDL—AMS和SIMULINK TM来实现．对仿真结果进行比较,两者之间有细微的差别．利用VHDL-AMS进行仿真更灵活、准确,模型可重复再用,但是过程中要消耗更多时间．而使用SIMULINK可以方便、快捷地建立模型．     

微流动的尺寸效应

随着尺寸的微小化,微流体系统中呈现出一些与宏观流动不同的现象。综述了流动的特征尺寸减小到μm～mm量级引起的尺寸效应,并分析了表面积与体积比、界面粗糙度、粘滞力、梯度参数、边界层流等因素对微尺度流动的影响。随着流动特征尺寸的减小,与界面有关的传热、传质过程、表面粗糙度以及表面力的作用大大加强,流体内部黏性力和流体与外部接触界面上的作用力起着主要作用。微尺度下,流体受黏性耗散、热扩散、可压缩性、流动滑移等因素的影响,经典的Navier-Stokes将不再适用。