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第三届上海纳米科技与产业发展研讨会

作者：吴良才陈坤基宋志棠中国科学院上海微系统与信息技术研究所纳米技术研究室半导体功能薄膜工程技术中心上海市长宁路865号200050 南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室南京市汉12路22号210093 南京大学物理系固体微结构物理国家重点实验室南京市汉12路22号210093 中国科学院上海微系统与信息技术研究所纳米技术研究室半导体功能薄膜工程技术中心上海市长宁路865号200050

利用O2等离子体氧化单晶硅衬底的方法制备SiO2薄膜作为隧穿势垒,利用laverbylayer方法在SiO2隧穿势垒上原位制备纳米硅(nanocrystalline Si,nc-Si)量子点,然后再原位等离子体氧化nc-Si量子点表面制备控制SiO2层,从而形成nc-Si量子点阵... 详细信息

利用O2等离子体氧化单晶硅衬底的方法制备SiO2薄膜作为隧穿势垒,利用laverbylayer方法在SiO2隧穿势垒上原位制备纳米硅(nanocrystalline Si,nc-Si)量子点,然后再原位等离子体氧化nc-Si量子点表面制备控制SiO2层,从而形成nc-Si量子点阵列双势垒纳米结构SiO2/nc-Si/SiO2。通过测量Raman散射谱证实了晶态的Si量子点的形成;利用C-V研究这种含有nc-Si量子点的双势垒结构中的电荷存储效应并用能带图和F-N(Fowler-Nordheim)隧穿机制分析电荷存储的机理。

关键词：纳米硅双势垒电荷存储等离子体隧穿势垒隧穿机制单晶薄膜

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级联长周期光栅光谱特性

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光学学报 2005年第8期25卷 1019-1024页

作者：崔丽萍吴亚明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

利用传输矩阵法分析了级联长周期光栅的光谱特性,讨论了级联处光纤的长度、位置以及包层模损耗系数对级联长周期光栅光谱的影响,并对级联长周期光栅和相移长周期光栅的光谱进行了比较。结果表明两者光谱在级联光纤长度较小或级联位置靠... 详细信息

利用传输矩阵法分析了级联长周期光栅的光谱特性,讨论了级联处光纤的长度、位置以及包层模损耗系数对级联长周期光栅光谱的影响,并对级联长周期光栅和相移长周期光栅的光谱进行了比较。结果表明两者光谱在级联光纤长度较小或级联位置靠近光栅两端时具有较强的一致性,而在级联处光纤较长并且级联位置在中间时,两者表现出截然不同的光谱特性;在不考虑其他损耗的情况下,如果只改变级联处光纤长度,级联长周期光栅总量守恒;此外,当级联长周期光栅在级联处光纤包层模损耗系数较大时,级联长周期光栅的光谱等效于两个长周期光栅光谱的非相干叠加,从而为长周期光栅增益均衡器的优化设计和制作提供了一个简便有效的方法。

关键词：导波光学级联长周期光栅非相干叠加传输矩阵损耗系数

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一种新结构硅微机械压阻加速度计

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传感技术学报 2005年第3期18卷 500-503页

作者：陈雪萌李昕欣宋朝晖王跃林黄晖黄树森张鲲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

设计、制造并测试了一种新结构硅微机械压阻加速度计。器件结构是悬臂梁-质量块结构的一种变形。比较硬的主悬臂梁提供了一定的机械强度,并且提供了高谐振频率。微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压。力敏电阻就扩散在微梁上,质量块很小... 详细信息

设计、制造并测试了一种新结构硅微机械压阻加速度计。器件结构是悬臂梁-质量块结构的一种变形。比较硬的主悬臂梁提供了一定的机械强度,并且提供了高谐振频率。微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压。力敏电阻就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号。5 V条件下,灵敏度为14.80 mV/g,谐振频率为994Hz,分别是传统结构压阻加速度计的2.487倍和2.485倍。加速度计用普通的N型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺。

关键词：微机械加速度计压阻深反应离子刻蚀

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直接键合InP-GaAs结构界面的特性研究

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物理学报 2005年第9期54卷 4334-4339页

作者：劳燕锋吴惠桢中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

通过对直接键合InPGaAs结构的红外吸收光谱分析以及断面扫描电子显微镜观察发现,样品制备过程中不均匀的外加压强导致InPGaAs交界面局部出现了不连续过渡的空间层,实验上将熔融石蜡渗透并被填充到该空间层,利用其对3.509μm波长光的强... 详细信息

通过对直接键合InPGaAs结构的红外吸收光谱分析以及断面扫描电子显微镜观察发现,样品制备过程中不均匀的外加压强导致InPGaAs交界面局部出现了不连续过渡的空间层,实验上将熔融石蜡渗透并被填充到该空间层,利用其对3.509μm波长光的强烈吸收特性可表征这种局部的键合不连续区域,二维扫描测试样品不同区域的吸收谱得到3.509μm波长吸收强度等值线图,从而描绘出外加压强的不均匀分布.实验上通过改进键合装置的施压均匀性,得到了连续过渡界面且均匀键合的InPGaAs结构,利用这种均匀键合技术有望制备大尺寸器件例如光学微腔等.

关键词：晶片直接键合界面红外吸收光谱直接键合交界面特性研究结构不均匀分布电子显微镜观察不连续区域制备过程

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迭代法重建平板光波导折射率分布

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光学学报 2005年第6期25卷 726-730页

作者：郝寅雷吴亚明中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术联合国家重点实验室上海200050

提出了一种用于重建渐变折射率平板光波导折射率分布的方法,这种方法通过数值法求解亥姆霍兹方程,从光波导的低阶模开始采用迭代法顺次对各个模式对应的“转折点”位置进行校正,并多次重复迭代以消除“转折点”外折射率分布的变化对相... 详细信息

提出了一种用于重建渐变折射率平板光波导折射率分布的方法,这种方法通过数值法求解亥姆霍兹方程,从光波导的低阶模开始采用迭代法顺次对各个模式对应的“转折点”位置进行校正,并多次重复迭代以消除“转折点”外折射率分布的变化对相应模式“转折点”位置的影响。借助WKB近似原理说明了这种方法迭代过程中“转折点”坐标的收敛性。对折射率按照指数规律变化的平板光波导的折射率分布重建结果证明这种方法具有较高的精度。分析表明这种方法克服了WKB法固有的缺陷,即忽略模式“转折点”外折射率分布对相应模式传输常量的影响和“转折点”处相移的不确定性,因而比逆WKB法具有更好的自洽性和精确性。

关键词：导波光学光波导折射率分布重建迭代

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双环推挽型高线性M-Z光强调制器特性研究

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光电子．激光 2005年第10期16卷 1157-1162,1170页

作者：杨建义王帆江晓清屈红昌吴亚明王明华浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州210027 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

对损耗影响下的双环推挽(TRAPP)型马赫-曾德(M-Z)光调制器的线性特性进行了研究。分析表明,存在损耗时,设计特定的光微环与M-Z干涉臂间的耦合大小,并控制偏置点,总可以获得2次与3次高阶项为零的调制曲线;当微环1周损耗小于5 dB时,线性... 详细信息

对损耗影响下的双环推挽(TRAPP)型马赫-曾德(M-Z)光调制器的线性特性进行了研究。分析表明,存在损耗时,设计特定的光微环与M-Z干涉臂间的耦合大小,并控制偏置点,总可以获得2次与3次高阶项为零的调制曲线;当微环1周损耗小于5 dB时,线性范围总是可以达到90%以上;当损耗过大时,导致基于微环的全通滤波器的相位响应受限,虽然调制曲线在自身范围内依然保持高的线性度,但调制曲线固有的调制深度将限制整体线性范围。

关键词：集成光学光调制器马赫-曾德(M-Z)干涉仪线性调制光微环谐振器全通滤波器

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梳齿的不平行对电容式微机械传感器阶跃信号响应的影响

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传感技术学报 2005年第3期18卷 525-530页

作者：董林玺孙玲玲车录锋王跃林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 杭州电子科技大学微电子CAD研究所杭州310018

分析了梳齿电容式传感器在三种电容驱动方式下,梳齿电容极板的不平行对传感器受到阶跃加速度信号作用时可靠工作条件的影响。得到了梳齿倾斜效应对传感器阶跃加速度响应影响的分析模型。结果表明梳齿电容在同样的电压驱动下,若电容极板... 详细信息

分析了梳齿电容式传感器在三种电容驱动方式下,梳齿电容极板的不平行对传感器受到阶跃加速度信号作用时可靠工作条件的影响。得到了梳齿倾斜效应对传感器阶跃加速度响应影响的分析模型。结果表明梳齿电容在同样的电压驱动下,若电容极板的倾斜角变到0.5°时,对于单边电容结构、双边电容结构和有力反馈的双边电容结构,传感器能够承受的临界阶跃加速度分别变为电容极板完全平行时的0.34、0.44、0.52。并针对DRIE工艺刻蚀梳齿的原理,讨论了改进梳齿不平行的方法。

关键词：电容式传感器惯性传感器可靠工作范围阶跃信号

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基于NEMS技术的硅基纳机电探针阵列器件研究

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传感技术学报 2005年第4期18卷 766-770页

作者：杨尊先于映林丽华李昕欣福州大学电子科学与应用物理系福州350002 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

进行一种用于高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研究。并采用理论计算和有限元模拟相结合方法对器件进行了设计;使用先进的微纳加工工艺技术将压阻敏感器和电阻加热器集成到超薄悬臂梁—针尖结构纳机电探针阵列器件上,实现器件制作;随... 详细信息

进行一种用于高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研究。并采用理论计算和有限元模拟相结合方法对器件进行了设计;使用先进的微纳加工工艺技术将压阻敏感器和电阻加热器集成到超薄悬臂梁—针尖结构纳机电探针阵列器件上,实现器件制作;随后,进行器件电热特性及其敏感特性测试,测试结果与模拟结果相吻合;借助于原子力学显微镜在聚合物有机薄膜上实现了数据写入,优化写入条件后,数据记录面密度达31.6 GB/in2。

关键词： NEMS 压阻敏感器纳机电探针数据存储

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1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

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Journal of Semiconductors 2005年第9期26卷 1798-1803页

作者：龙文华李广波贾科淼屈红昌唐衍哲吴亚明杨建义王跃林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

采用高精度光刻版、PECVD材料生长、反应离子刻蚀和端面8°角抛光等技术,设计并研制了1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅.研制的AWG芯片,其相邻通道引起的通道串扰小于-28dB,非相邻通道引入的串扰小于-35dB.通道的插入损耗在进行... 详细信息

采用高精度光刻版、PECVD材料生长、反应离子刻蚀和端面8°角抛光等技术,设计并研制了1×32硅基二氧化硅阵列波导光栅.研制的AWG芯片,其相邻通道引起的通道串扰小于-28dB,非相邻通道引入的串扰小于-35dB.通道的插入损耗在进行光纤耦合封装后进一步提高,平均损耗约为4.9dB,不均匀性约为1.72dB.

关键词：阵列波导光栅硅基二氧化硅光波导光波分复用器/解复用器集成光学

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基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究

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光学精密工程 2005年第6期13卷 674-680页

作者：肖素艳车录锋李昕欣王跃林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

采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰... 详细信息

采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰亚胺衬底上的铂薄膜热敏电阻与温度的变化具有良好的线性,其电阻温度系数达0.0023/℃。与固态聚酰亚胺膜衬底相比,采用旋涂液态聚酰亚胺解决了制备中遇到的两大主要困难:其一,消除了涂聚酰亚胺衬底与载体界面之间的气泡,聚酰亚胺衬底表面能保持良好平整度;其二,制备过程中由于热循环而使柔性衬底产生的热膨胀明显减小。这种柔性温度传感器阵列易贴于高曲率物体表面以探测小面积温度场分布。

关键词：皮肤技术聚酰亚胺柔性衬底铂薄膜电阻温度传感器

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