检索结果-内蒙古大学图书馆

中国惯性技术学报 2023年第5期31卷 490-494页

作者：谷留涛张卫平卢浩琳吴雨婷范重阳微米纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

针对有限元分析方法中工作模态识别问题,提出一种基于边缘提取的MEMS谐振器谐振模态识别算法。首先使用图像灰度化、颜色翻转、边缘提取算法对微谐振器谐振模态的边缘形状进行提取,减少内部结构对识别算法的影响。然后计算不同模态边缘... 详细信息

针对有限元分析方法中工作模态识别问题,提出一种基于边缘提取的MEMS谐振器谐振模态识别算法。首先使用图像灰度化、颜色翻转、边缘提取算法对微谐振器谐振模态的边缘形状进行提取,减少内部结构对识别算法的影响。然后计算不同模态边缘形状的圆形度和偏心率,并根据这两个图像特征实现了在有限元分析过程中对获取的微谐振器谐振模态的识别分类。使用随机产生的1000个不同结构参数的鸟巢型微谐振器的10000个谐振模态对算法进行了测试,其中对于椭圆形工作模态的识别准确度可以达到100%,其他模态的识别准确度超过99%。最后利用所提算法搭建了一套通用的有限元计算平台,该平台在没有人为干预条件下可以实现大规模样本的快速有限元分析,为微谐振器结构的优化设计提供了一种可靠的工具。

关键词：微谐振器有限元分析圆形度偏心率模态识别

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基于碳纳米管的光伏电池

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化学进展 2023年第3期35卷 421-432页

作者：王龙周庆萍吴钊峰张延铭叶小我陈长鑫新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系微米/纳米加工技术国家级重点实验室薄膜与微细技术教育部重点实验室上海200240

碳纳米管具有独特的一维结构和优异的光电特性,是构建光伏电池的理想材料。本文主要综述了近年来碳纳米管基光伏电池的结构设计、制备方法以及碳纳米管在器件中的不同功能应用。首先概述了碳纳米管的结构和光电特性,重点讨论了碳纳米管... 详细信息

碳纳米管具有独特的一维结构和优异的光电特性,是构建光伏电池的理想材料。本文主要综述了近年来碳纳米管基光伏电池的结构设计、制备方法以及碳纳米管在器件中的不同功能应用。首先概述了碳纳米管的结构和光电特性,重点讨论了碳纳米管作为光电转换材料、导电电极和载流子传输层等功能层时器件的原理、制作方法及优缺点,介绍了碳纳米管在微型光伏电池、碳纳米管/硅异质结光伏电池、染料敏化光伏电池、钙钛矿光伏电池、有机光伏电池以及柔性光伏电池中的应用,最后总结了碳纳米管基光伏电池的优势和挑战,以期为新型碳基光伏电池的设计和制作提供思路和参考。

关键词：碳纳米管光伏电池光电转换功率转换效率透明导电电极

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光刻与化学机械抛光技术原位集成制备SU-8微透镜阵列

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微纳电子技术 2023年第2期60卷 305-312页

作者：张清泽吴永进马闯北石现孙云娜丁桂甫上海交通大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

垂直腔面发射激光器通常与微光学元件组合使用,以改善激光束的聚焦或准直效果。研究了一种光刻和化学机械抛光技术相结合的新工艺方法,用于原位制备SU-8微透镜阵列。通过调控光刻参数,可以精确控制微透镜的直径与高度。实验制备了不同... 详细信息

垂直腔面发射激光器通常与微光学元件组合使用,以改善激光束的聚焦或准直效果。研究了一种光刻和化学机械抛光技术相结合的新工艺方法,用于原位制备SU-8微透镜阵列。通过调控光刻参数,可以精确控制微透镜的直径与高度。实验制备了不同尺寸的SU-8微透镜阵列,它们具有光滑的表面,分辨率可达12.7 lp/mm,展示出良好的光学特性与高稳定性。这是一种低成本和高良率的微透镜制备方法,适用于在已成型的垂直腔面发射激光器表面原位集成制备高精度定位的微透镜,无需额外的光学对准、转移和键合步骤。

关键词：微透镜阵列 SU-8 原位化学机械抛光垂直腔面发射激光器

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波浪式MEMS谐振陀螺的设计与研究

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半导体光电 2022年第6期43卷 1049-1054页

作者：卢浩琳张卫平谷留涛微米纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

提出并研制了一种具有高机械灵敏度和低零偏稳定性的新型波浪式MEMS谐振陀螺(WDRG)。该结构的设计方法是将传统的环式MEMS谐振陀螺(DRG)转变为波浪式环,以提供更高的热弹性品质因数。此外,与传统DRG相比,WDRG具有更高的制造误差抗扰度... 详细信息

提出并研制了一种具有高机械灵敏度和低零偏稳定性的新型波浪式MEMS谐振陀螺(WDRG)。该结构的设计方法是将传统的环式MEMS谐振陀螺(DRG)转变为波浪式环,以提供更高的热弹性品质因数。此外,与传统DRG相比,WDRG具有更高的制造误差抗扰度。通过优化结构参数,进一步提高了WDRG的性能。通过有限元法(FEM)给出了主要结构参数对WDRG性能的影响。优化后WDRG的热弹性品质因数、机械灵敏度和偏置稳定性分别为450 k,1.05μm/(°/s)和0.076(°)/h。与传统DRG相比,零偏稳定性降低了90%,热弹性品质因数和机械灵敏度分别提高了215%和950%。

关键词： MEMS谐振陀螺品质因数机械灵敏度偏置稳定性有限元法

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微谐振陀螺仪从半球到平面的演变

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半导体光电 2022年第6期43卷 1011-1019页

作者：谷留涛张卫平崔峰吴雨婷范重阳卢浩琳上海交通大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

微谐振陀螺仪是一种固体波动陀螺,常采用微纳制造工艺进行加工,具有小体积、高性能、低功耗、批量化等特点。自1975年世界上第一个半球谐振陀螺诞生以来,微谐振陀螺的谐振子拓扑结构经历了三维结构到二维结构的演变。文章以拓扑结构的... 详细信息

微谐振陀螺仪是一种固体波动陀螺,常采用微纳制造工艺进行加工,具有小体积、高性能、低功耗、批量化等特点。自1975年世界上第一个半球谐振陀螺诞生以来,微谐振陀螺的谐振子拓扑结构经历了三维结构到二维结构的演变。文章以拓扑结构的发展脉络为主线,对微谐振陀螺的发展过程进行了梳理和总结,最后对目前存在的问题进行了分析,对未来的发展进行了展望。

关键词：微谐振陀螺仪微谐振器半球陀螺仪环形陀螺仪四质量块陀螺仪

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多环谐振微陀螺结构参数对性能的影响分析

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中国惯性技术学报 2021年第3期29卷 368-373页

作者：谷留涛张卫平冯军微米纳米加工技术国家级重点实验室上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

多环谐振微陀螺是一种全对称平面结构的MEMS陀螺仪,具有体积小、功耗低、可批量制造、抗冲击性强等优点,是目前最具发展前景的MEMS陀螺仪之一。围绕多环谐振微陀螺的结构及其优化设计展开研究,深入分析了多环谐振微陀螺的结构机理和关... 详细信息

多环谐振微陀螺是一种全对称平面结构的MEMS陀螺仪,具有体积小、功耗低、可批量制造、抗冲击性强等优点,是目前最具发展前景的MEMS陀螺仪之一。围绕多环谐振微陀螺的结构及其优化设计展开研究,深入分析了多环谐振微陀螺的结构机理和关键性能参数,搭建了一套通用的有限元计算平台,仿真分析了结构参数对其关键性能的影响。仿真结果表明,谐振环宽度和谐振子半径是影响多环谐振微陀螺性能的主要参数,通过减小环宽度和增加谐振子半径可以有效地提高陀螺性能;多环谐振微陀螺热弹性阻尼可以用Zener热弹性阻尼理论近似;多环谐振微陀螺角度增益大小不受结构参数的约束,约为0.4。其仿真分析结果可以为设计高品质多环谐振微机械陀螺提供一定的参考。

关键词：微机电系统多环谐振微机械陀螺有限元仿真优化设计

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基于侧面DLP的3D打印技术制作微流控芯片

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微纳电子技术 2022年第5期59卷 437-444页

作者：陈晓霞龙妍婷张楚赵飞李闯吴小婷王冲陈翔上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240 微米/纳米加工技术国家级重点实验室上海200240

微流控芯片的关键技术是内部封闭管道的制备,其中一步打印出微流控芯片及接口尤为重要。基于数字光处理(DLP)技术提出了一种新型的侧面曝光打印技术,并利用4F光路以及运动系统完成平台搭建。该3D打印系统的投影图像分辨率为12.5μm,靶... 详细信息

微流控芯片的关键技术是内部封闭管道的制备,其中一步打印出微流控芯片及接口尤为重要。基于数字光处理(DLP)技术提出了一种新型的侧面曝光打印技术,并利用4F光路以及运动系统完成平台搭建。该3D打印系统的投影图像分辨率为12.5μm,靶面约为16 mm×10 mm。相比常用的上曝光或下曝光3D打印技术,其容易消除气泡且装置简单。通过对封闭管道打印机制分析及实验优化,可实现直径400μm的圆形或边长400μm的方形等封闭管道打印。为验证侧面曝光打印平台打印微流控芯片的可行性,设计具有一体化封闭管道和接口的模型进行打印测试,40 min可以打印一个6 mm厚的微流控芯片,管道打通率为100%。结果表明该平台可用于快速制作微流控芯片,未来可用于微流控及微纳制造领域。

关键词： 3D打印微流控芯片数字光处理(DLP)技术侧面曝光打印技术微纳制造

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基于3D打印和丝网印刷制作的电化学微流控反应器及其在DNA四面体上的应用

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微纳电子技术 2023年第7期60卷 1139-1148页

作者：张武凯谢瑶靳聪刘沛川高月姜丁瑞张栩源李茜陈翔上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系微米/纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学化学化工学院变革性分子前沿科学中心上海200240

为了能够实现快速、低成本的制作电化学微流控反应器,并将其用于电化学合成DNA四面体,利用纳米材料结合丝网印刷技术构建低成本的pH敏感电极,利用3D打印技术制作牺牲层管道以及框架结构用于快速构建带有盐桥的微反应池,并开发了微型恒... 详细信息

为了能够实现快速、低成本的制作电化学微流控反应器,并将其用于电化学合成DNA四面体,利用纳米材料结合丝网印刷技术构建低成本的pH敏感电极,利用3D打印技术制作牺牲层管道以及框架结构用于快速构建带有盐桥的微反应池,并开发了微型恒电位控制电路。实验结果表明,基于TiO2与Co3O4的丝网印刷pH敏感电极可以对2~12的pH值进行敏感测量,并且可以通过在其与Ag/AgCl电极之间施加恒电位逆向调控溶液的pH值。将基于3D打印结合丝网印刷制作的电化学微流控反应器搭配微型恒电位控制电路用于电化学合成DNA四面体。实验结果表明,该系统可合成不同碱基长度20 bp、26 bp、37 bp的DNA四面体,时间为6 min,相比于传统热法合成DNA四面体需要30 min,时间大为缩短。该种制作工艺可应用于电化学合成DNA四面体,并具有微型化、集成化、低成本制作电化学微流控反应器的发展潜力。

关键词： 3D打印丝网印刷电化学微流控反应器 DNA四面体纳米材料 pH敏感电极

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基于单目的轻量化目标识别系统设计

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半导体光电 2021年第2期42卷 275-280页

作者：舒童张卫平牟家旺郑可心王尧上海交通大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

为了满足微型无人飞行器实时控制的要求,文章对Yolo-V4单阶段图像检测算法进行了轻量化设计,并基于单目摄像头设计了实时目标识别系统。该轻量化算法首先通过优化输入网络的分辨率和卷积层参数等方法,将主干网络由73层压缩到16层;然后... 详细信息

为了满足微型无人飞行器实时控制的要求,文章对Yolo-V4单阶段图像检测算法进行了轻量化设计,并基于单目摄像头设计了实时目标识别系统。该轻量化算法首先通过优化输入网络的分辨率和卷积层参数等方法,将主干网络由73层压缩到16层;然后通过简化残差结构和跨级结构,解决深层网络梯度消失问题,减少梯度信息重复;最后自下而上将网络浅层和深层特征进行了精简融合。采用K均值聚类算法训练轻量化模型以优化预选框参数,提高算法对特定目标的检测精度。测试表明,改进后的轻量化算法对特定目标的预测精度为98%,召回率为92%,均值平均精度达90.70%,单张图片检测时间为7.8ms,对视频的处理速度可达125.6f/s,满足微型无人飞行器的实时应用要求。

关键词： YoloV4 实时目标识别深度学习轻量化单目视觉

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微型扑翼飞行器诱导角与几何攻角的研究

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半导体光电 2021年第2期42卷 207-211页

作者：许常兵张卫平沈一博牟家旺陈子豪上海交通大学微米纳米加工技术国家级重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

基于准稳态模型和动量理论,探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题。针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题,使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解,得到实验样机的诱导角为15°。实验样机... 详细信息

基于准稳态模型和动量理论,探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题。针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题,使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解,得到实验样机的诱导角为15°。实验样机的实际升力为40g,忽略诱导角后准稳态模型理论升力为46g,而考虑诱导角的理论升力为37g,验证了计算诱导角可以提高准稳态模型预测升力的准确性。基于实验样机翅膀被动扭转的实际,采用最小二乘法计算出实际最佳几何攻角为55°,能有效指导微型飞行器翅膀的设计,从而提高飞行器最大升力和飞行效率。

关键词：微型扑翼飞行器空气动力学列文伯格-马夸尔特算法最佳几何攻角

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