微纳米分子系统研究领域的最新进展——IEEE NEMS 2021国际会议综述

2021年4月25~29日,由厦门大学、北京大学、电子科技大学联合举办的第十六届IEEE国际纳米/微米工程及分子系统大会(IEEE-NEMS 2021)于福建厦门顺利召开,共有来自全球各地的500多名微纳米科技领域专家学者与会分享最新研究成果。本文从纳米生物技术与纳米医学、微纳米传感器/驱动器和系统、纳米材料、微纳米与分子制造等4个角度介绍本次大会所展现的最新成果,并总结展望未来微纳米技术的发展趋势。     

矿用避难硐室压缩空气供给系统优化设计

对矿用避难硐室压缩空气供给系统进行了优化设计,压缩空气经高压汇流,采用气站集中供气方式通过无缝钢管管路输送至避难硐室各职能模块。为了验证该系统的可靠性,以60人避难硐室为例,对其压缩空气供给系统所需气瓶数量和供气管路进行设计计算,进行了供气管路耐压试验和分系统功能试验。试验结果表明,供气管路在1.8MPa压力下、持续30min耐压试验无泄漏;调节压缩空气输出压力为1.2MPa,该压缩空气供给系统完全满足避难硐室各职能模块压缩空气使用需求。     

矿用救生舱舱体结构设计与分析

针对我国煤矿巷道尺寸狭小的实际情况,提出了救生舱舱体模块化分段式设计的理念,然后提出了3种不同的设计方案,并对不同方案进行了有限元仿真计算分析与比较,确定了最佳方案为冷冲压瓦楞面板舱段结构,为矿用救生舱舱体结构的研制提供了一种抗冲击、抗压、高强度的新型结构。     

X波段MEMS分布式移相器开关机电性能研究

介绍一种应用于X波段MEMS分布式移相器的新型单元开关。MEMS分布式移相器具有高品质因数、低插损、低功耗和高隔离度的优点,但由于传统MEMS开关采用固支梁结构,弹性系数过大,下拉电压过高,无法与传统电子系统相兼容,大大限制了其应用和发展。基于此设计一种新型单元开关,采用弹性弯曲结构取代传统固支梁结构,并在MEMS金属梁上刻蚀释放孔,极大降低了单元开关的弹性系数,从而实现了超低下拉电压6V。通过理论分析,给出MEMS开关弹性系数、下拉电压的解析公式,并使用ANSYS进行了仿真分析。     

开启微纳传感领域的新天地——Transducers 2011国际会议综述

2011年6月5日至9日,第16届国际固态传感器、执行器与微系统会议(Transducers’11)在北京国家会议中心隆重召开。此次会议设有微纳传感器、微加工技术、生物、微能源等12个专题,共录用743篇文章,吸引了来自世界各地的1200多位专家、学者。本文将从大会特邀报告、微流体技术、圆片级加工技术、化学传感器、微能源装置等角度详细介绍此次会议的盛况,分析相关领域的研究现状及发展趋势,并对会议的影响进行总结和阐述。     

基于MEMS硅基谐振器的磁场传感器最新进展

随着智能时代的到来,磁场传感器已经广泛应用于移动设备中,为用户提供定位和导航等服务。目前,基于霍尔效应的磁场传感器和基于磁性材料的磁阻式传感器是人们普遍采用的2种磁场检测传感器。基于霍尔效应的磁场传感器的优点是成本低,不需要外加磁性材料,且制作工艺和互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容。这种传感器的工作范围一般为10μT～1 T,并可以通过增加功耗的方式来提高分辨力。磁阻式磁场传感器拥有较高的分辨力和较宽的工作范围(0.1 nT～1 T),其性能主要取决于磁性材料。除了以上2种方式外,由硅基微机电系统(MEMS)谐振器构成的谐振式磁场传感器利用洛伦兹力对磁场的依赖性实现了对磁场的检测,具有体积小、功耗低、性能优异且与CMOS工艺兼容等优点,近年来受到研究人员的广泛关注。本文回顾了由MEMS硅基谐振器构成的磁场传感器的最新发展动态和性能提升方法,并总结了当前存在的关键挑战和未来机遇。     

MEMS开关中聚合物牺牲层去除方法研究

制作了一种以聚酰亚胺作为牺牲层的低下拉电压开关,聚酰亚胺牺牲层采用反应离子刻蚀(RIE)工艺进行刻蚀。研究了刻蚀功率对刻蚀时间的影响,检验了不同刻蚀功率与刻蚀时间组合条件下开关梁的结构完整性,优化了该RIE工艺。实验结果表明,聚酰亚胺牺牲层的去除效果较好,其侧向刻蚀率为1.3 μm/min。最终获得了具有2 μm以下间隙、结构完整的MEMS开关梁。