检索结果-内蒙古大学图书馆

化学进展 2024年第4期36卷 601-611页

作者：吴昊坪李磊曾睿祝雨晨赵斌冯飞成都中医药大学智能医学学院成都610036 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050

近年来,呼出气检测在糖尿病领域的研究引起了广泛关注。糖尿病作为一种代谢性疾病,利用现代检测分析方法,如气相色谱、质谱、光谱和传感器检测等,实现了对糖尿病患者呼出气体的检测和监测。本综述概述了糖尿病患者呼出气体中一些挥发性... 详细信息

近年来,呼出气检测在糖尿病领域的研究引起了广泛关注。糖尿病作为一种代谢性疾病,利用现代检测分析方法,如气相色谱、质谱、光谱和传感器检测等,实现了对糖尿病患者呼出气体的检测和监测。本综述概述了糖尿病患者呼出气体中一些挥发性有机化合物的成分及其来源,并评估了以机器学习为基础的算法在支持糖尿病及其并发症风险预测模型方面的应用。此外,对国内外糖尿病呼出气检测的发展与应用进行了探讨,并对其局限性和未来潜在应用进行了评价。

关键词：呼出气体检测糖尿病疾病诊断无创丙酮挥发性有机化合物

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芯片级多轴集成微陀螺方案对比与发展趋势分析

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中国惯性技术学报 2023年第9期31卷 932-939,954页

作者：魏雯强鲁征浩陈方申冲石云波曹慧亮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 苏州大学微纳传感技术研究中心苏州215006 中科院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050

微机械陀螺仪作为检测载体角速率信息的器件,在姿态控制平台和惯性导航领域有着广泛应用。首先结合国内外发展动态及研究成果,分析了三类芯片级多轴集成微机械陀螺集成方法:三单轴陀螺正交集成法、单片单结构三轴陀螺法及单片多结构陀... 详细信息

微机械陀螺仪作为检测载体角速率信息的器件,在姿态控制平台和惯性导航领域有着广泛应用。首先结合国内外发展动态及研究成果,分析了三类芯片级多轴集成微机械陀螺集成方法:三单轴陀螺正交集成法、单片单结构三轴陀螺法及单片多结构陀螺阵列法。其次,通过对当前方案的总结与分析,比较了各方案的优缺点,设计了一种频差小、抗冲击能力强的单片三轴轮环式陀螺结构。仿真实验表明该结构能承受20000 g冲击,轮结构频差为180.3 Hz,环结构频差为3 Hz。最后,分析了未来芯片级多轴集成微陀螺仪的改良方向。

关键词：微机械陀螺仪敏感结构单结构三轴正交集成陀螺阵列

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以金属有机框架材料HKUST-1为固定相的微型气相色谱柱

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分析化学 2023年第3期51卷 429-435页

作者：张娣张海燕陈泊鑫祝雨晨赵斌李磊郑丹冯飞上海应用技术大学化学与环境工程学院中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室

气相色谱柱微型化有利于气相色谱系统的小型化，然而对微型气相色谱柱而言，轻烃的分离是一个挑战。本研究基于微机电系统（MEMS）技术制备了微型气相色谱柱，在室温下合成了一种金属有机框架材料HKUST-1，采用动态涂敷法将HKUST-1涂敷... 详细信息

气相色谱柱微型化有利于气相色谱系统的小型化，然而对微型气相色谱柱而言，轻烃的分离是一个挑战。本研究基于微机电系统（MEMS）技术制备了微型气相色谱柱，在室温下合成了一种金属有机框架材料HKUST-1，采用动态涂敷法将HKUST-1涂敷到微型气相色谱柱中作为固定相。对以HKUST-1为固定相的微型气相色谱柱进行分离测试，结果表明，此微型气相色谱柱可以完全分离轻烃混合物（甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷），其中难以分离的甲烷和乙烷的分离度达到9.2。

关键词：微型气相色谱柱金属有机框架材料 HKUST-1 轻烃分离

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用于细胞球状体培养的准球形底微孔阵列的快速加工方法

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分析化学 2023年第8期51卷 1292-1301页

作者：张郭远吴蕾彭熙尧葛玉卿刘婷徐铁刚赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院

与传统的二维单层细胞相比，细胞球状体的功能更类似于体内细胞，因此在药物筛选和生理病理学研究中受到广泛关注。在低吸附准球形微孔阵列上培养细胞球状体可以实现尺寸可控和形态一致，并具有易于实现高通量的优点。然而，目前制造准... 详细信息

与传统的二维单层细胞相比，细胞球状体的功能更类似于体内细胞，因此在药物筛选和生理病理学研究中受到广泛关注。在低吸附准球形微孔阵列上培养细胞球状体可以实现尺寸可控和形态一致，并具有易于实现高通量的优点。然而，目前制造准球形微孔阵列的工艺通常比较复杂，而且微孔较浅，导致细胞球状体容易从微孔中滑出。针对这些问题，本研究提出一种基于3D打印和压印法的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微孔阵列制备方法。此方法具有操作简单且成本低等优点，制备出的微孔阵列的直径和间距约为600μm，并具有准球形底部和高约1000μm的侧壁。由扫描电镜图可见微孔的准球形底面表面光滑，微孔底部形状的片内一致性约为10%，片间一致性约为5%。对压印过程的研究表明，通过调整微孔间距、薄膜厚度和压印时间等工艺参数可获得更高密度或者更高均一度的阵列。荧光微珠模拟细胞接种实验和流场仿真结果表明，此微孔阵列能够有效减少细胞或细胞球状体从孔中滑出的概率。将此器件应用于细胞球状体的培养，效果良好。本研究提出的制作方法为细胞球状体培养提供了有力工具，在细胞球状体制备和高通量药物筛选等领域具有潜在的应用前景。

关键词：准球形底微孔阵列细胞球状体 3D打印微加工微流控

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利用吸合电极实现亚微米电极间隙的可制造性设计

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传感器与微系统 2024年第1期43卷 103-106,110页

作者：郑超越孙珂钟朋王放杨恒中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

提出一种利用吸合电极结构的可制造性设计手段,实现亚微米电极间隙的方法。利用静电力拉动可动电极位移实现超出光刻和刻蚀能力的超窄间隙,使得敏感电极间隙由1.3μm减小至300nm,通过该方法获得的亚微米电极间隙对工艺离散性不敏感,电... 详细信息

提出一种利用吸合电极结构的可制造性设计手段,实现亚微米电极间隙的方法。利用静电力拉动可动电极位移实现超出光刻和刻蚀能力的超窄间隙,使得敏感电极间隙由1.3μm减小至300nm,通过该方法获得的亚微米电极间隙对工艺离散性不敏感,电极间隙的不一致性可以下降1个数量级。结合本文提出的I2BAR结构的可制造性设计方法,可以实现完整的微机电系统(MEMS)振荡器可制造性设计。

关键词：吸合电极结构可制造性设计亚微米电极间隙工艺离散性微机电系统振荡器

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卫星激光通信MEMS快速反射镜可靠性研究进展

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红外与激光工程 2023年第9期52卷 222-234页

作者：朱伟鸿汪洋王栎皓刘艺晨武震宇上海大学微电子学院上海200444 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050 上海微技术工业研究院上海201800 中国科学院大学北京100049

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反... 详细信息

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反镜主要由压电陶瓷和音圈电机驱动,而基于微机电(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术制备的快反镜具有小型化及批量化等优势,是技术发展的趋势,但其应用于卫星激光通信领域的可靠性尚未进行全面论证。文中介绍了快反镜的工作原理、环境适应性要求以及国内外快反镜的可靠性水平,结合致动原理和结构分析了现有快反镜的失效机理、评估方法和可靠性加固技术,最后指出了高可靠性快反镜的结构和加固技术发展方向,并通过综合分析与仿真验证了MEMS快反镜应用于卫星激光通信的可行性。

关键词：卫星激光通信快速反射镜微机电系统技术环境适应性可靠性

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超声波强化换热研究进展

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工程科学学报 2022年第12期44卷 2164-2176页

作者：陈真真陈洪强黄磊郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

随着科学技术的快速发展,微电子器件在不同领域得到越来越广泛的应用.对于高集成化和高频化的微电子器件,传统的冷却技术已很难满足高效散热的需求,因此对器件的可靠性与安全性带来严重的影响.近年来,研究者提出了多种无源换热过程强化... 详细信息

随着科学技术的快速发展,微电子器件在不同领域得到越来越广泛的应用.对于高集成化和高频化的微电子器件,传统的冷却技术已很难满足高效散热的需求,因此对器件的可靠性与安全性带来严重的影响.近年来,研究者提出了多种无源换热过程强化技术,但是这些技术在不同程度上增加了流动阻力从而极大地限制了其应用潜力.超声波技术具有成本低、使用简便、操控灵活、穿透性强和无污染等特点,超声波与散热技术相结合实现有源换热过程强化已逐渐引起研究者的关注和重视.本文对超声波激励换热过程强化的研究进展进行了系统综述,首先介绍超声波强化换热的机理,然后总结并分析超声波技术在单相气体对流、单相液体对流、池沸腾和流动沸腾换热过程中的理论和实验研究,最后讨论超声波换热技术面临的若干挑战并提出未来潜在的发展方向,为构建高性能和实用化超声波换热体系提供相应的参考.

关键词：声波换热超声对流换热沸腾换热

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基于MEMS芯片的磁性材料TEM表征技术

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微纳电子技术 2023年第8期60卷 1288-1294页

作者：殷智伟张学林姚镭于海涛李昕欣上海大学微电子学院上海201800 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

传统透射电子显微镜(TEM)以电磁场为透镜,通常情况下磁性材料不能直接在TEM下进行观测,一般使用以碳为支撑膜的双联铜网作为样品载网,但仍然有一定的破损概率。设计并实现了一种新型的基于微电子机械系统(MEMS)芯片的磁性材料TEM表征技... 详细信息

传统透射电子显微镜(TEM)以电磁场为透镜,通常情况下磁性材料不能直接在TEM下进行观测,一般使用以碳为支撑膜的双联铜网作为样品载网,但仍然有一定的破损概率。设计并实现了一种新型的基于微电子机械系统(MEMS)芯片的磁性材料TEM表征技术。该技术通过磁性TEM芯片和配套的样品杆,在TEM内形成一个密闭空间。将磁性样品上载到磁性TEM芯片上,从而实现在TEM下对磁性样品的安全观测。该芯片的核心结构是可以透射电子束的超薄氮化硅窗口,该窗口采用低压化学气相沉积(LPCVD)法制备,具有极高的机械强度,最高可以承受接近400 kPa的气压差。实验结果表明,利用该TEM表征技术可以在TEM下成功观测铁包硅和NiO两种磁性材料,分辨率可以达到原子级。

关键词：微电子机械系统(MEMS) 透射电子显微镜(TEM) 磁性TEM芯片磁性材料氮化硅薄膜

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基于二硫化钼的电容式土壤湿度传感器

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智慧农业（中英文） 2024年第1期6卷 28-35页

作者：李露葛玉卿赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院大学北京100039

[目的/意义]土壤中含水率直接影响农作物生长状态和产量。开发出一种可靠、高效的土壤湿度传感器对实施农田科学灌溉具有重要指导意义。[方法]本研究提出一种基于微加工工艺制备的二硫化钼电容式土壤湿度传感器,通过叉指电极上同一平面... 详细信息

[目的/意义]土壤中含水率直接影响农作物生长状态和产量。开发出一种可靠、高效的土壤湿度传感器对实施农田科学灌溉具有重要指导意义。[方法]本研究提出一种基于微加工工艺制备的二硫化钼电容式土壤湿度传感器,通过叉指电极上同一平面上的金电极阵列实现数个电容并联,表面修饰二硫化钼作为敏感层实现对土壤湿度的测量。通过计算及使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件研究电极参数对电容敏感度的影响,最终确定电极参数使用10μm间距、75对叉指。[结果和讨论]在保证测量精度的前提下,大大缩小了传感器的体积,可以实现土壤湿度的原位动态监测。在室温下相对湿度值从11%变化到96%时,电容式土壤湿度传感器在200 Hz频率下的电容输出为12.13 pf~187.42 nF;当土壤含水量由8.66%增加到42.75%时,传感器的电容输出在200 Hz频率下由119.51 nF增长到377.98 nF,显示出较高的湿度灵敏度及较宽的敏感范围。[结论]本研究提出的土壤水分传感器有望实现原位长期监测电容式土壤传感器的电容变化,从而监测土壤湿度的变化。

关键词：土壤传感器二硫化钼电容式传感器微机电系统

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地表水常规五参数小型在线监测浮标系统

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实验室研究与探索 2023年第3期42卷 72-76,250页

作者：鹿胜康黄旭东蒋晨星郜晚蕾金庆辉宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

面向地表水域网格化、精细化在线监测的应用需求,针对传统监测浮标体积大、成本高和布设不方便等缺点,设计了一款地表水常规五参数小型化在线监测浮标系统。该监测浮标系统具有体积小、布设简单方便、太阳能自供电和搭载云平台等优点,通... 详细信息

面向地表水域网格化、精细化在线监测的应用需求,针对传统监测浮标体积大、成本高和布设不方便等缺点,设计了一款地表水常规五参数小型化在线监测浮标系统。该监测浮标系统具有体积小、布设简单方便、太阳能自供电和搭载云平台等优点,通过4G网络接入云平台,可为地表水域常规五参数的网格化、精细化在线监测和应急环境监测提供成套监测系统。经过测试,系统整体功耗约为3 W,采样电路准确度可达到±8 mV,供电纹波在200 mV以内、电源转换效率达到75%以上,传感器数值漂移均在量程的2%以内,通信连续性好,可以在湖泊或河流等地表水域长时间稳定工作。

关键词：传感器在线监测网格化监测小型集成化浮标系统

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