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2014`全国半导体器件产业发展、创新产品和新技术研讨会暨第七届中国微纳电子技术交流与学术研讨会

作者：李昕欣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

在微纳米尺度的机电敏感结构表面进行功能分子层修饰，通过与目标靶分子特异性结合，在表面形成了表面能的变化，所产生的纳机械表面应力被在集成MEMS/NEMS结构上的机电敏感结构与元件转换成实时电信号输出。研究中首先对固体结构表面...

在微纳米尺度的机电敏感结构表面进行功能分子层修饰，通过与目标靶分子特异性结合，在表面形成了表面能的变化，所产生的纳机械表面应力被在集成MEMS/NEMS结构上的机电敏感结构与元件转换成实时电信号输出。研究中首先对固体结构表面分子层结合与自组装产生纳机械表面应力的机制进行研究，将界面上形成的单分子层按作用原理在纵向(即分子层厚度方向)上分为头基、分子链和尾基三层结构分别进行了基于纳机械敏感实验的原理揭示，在此基础上发明了一种评估和分析自组装分子层对界面能变化作用的敏感模型，进而将该准定量模型对传感效应的评估方法扩展到多层分子的结合中。

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塑性形变对单晶硅微结构的影响研究

塑性形变对单晶硅微结构的影响研究

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第十八届全国半导体集成电路、硅材料学术会议

作者：蒋万里姚邵康徐德辉熊斌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联合国家重点实验室上海 200050 中国科学院大学北京100049

在MEMS器件高温工艺过程中,单晶硅微结构在载荷的作用下会产生塑性变形.本文以MEMS器件中常见的单晶硅圆膜微结构为研究对象,研究其发生塑性变形的临界条件以及发生塑性变形后对微结构应力分布的影响.基于Von Mises屈服准则,微结构发生... 详细信息

在MEMS器件高温工艺过程中,单晶硅微结构在载荷的作用下会产生塑性变形.本文以MEMS器件中常见的单晶硅圆膜微结构为研究对象,研究其发生塑性变形的临界条件以及发生塑性变形后对微结构应力分布的影响.基于Von Mises屈服准则,微结构发生塑性变形的临界条件可以通过比较微结构的最大等效应力和单晶硅的屈服强度来预测.通过ANSYS 有限元软件仿真塑性变形后微结构上的应力分布,得到不同结构尺寸微结构的应力随塑性形变大小的变化.研究表明,Von Mises应力随着塑性形变量的增加而下降,下降速度与微结构尺寸有关,圆膜厚度变化对Von Mises应力影响比圆膜半径更大.塑性形变所导致的应力变化使微结构刚度变大,灵敏度降低,严重影响器件性能.

关键词：半导体材料单晶硅微结构塑性形变

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微型光纤磁传感器的设计与制作

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光学精密工程 2013年第9期21卷 2294-2302页

作者：龙亮钟少龙徐静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微系统技术重点实验室上海200050 中国科学院大学微系统与信息技术学院上海200050

提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测。该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成。文中分析了器件的磁敏感原理和... 详细信息

提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测。该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成。文中分析了器件的磁敏感原理和光纤检测原理,介绍了器件综合设计方法,并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作出了MEMS光纤磁传感器样品,最终得到的磁传感器的尺寸为3.7 mm×2.7 mm×0.5 mm。对磁传感器进行了实验测试,得到的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明,该磁传感器的光纤检测灵敏度可达到0.65 dB/mT,最小可分辨磁场可达167 nT。将MEMS敏感结构与光纤检测相结合,该传感器兼备了两者的优点,结构紧凑、制作工艺简单、工作时无需电流激励。

关键词：光纤传感器磁传感器微机电系统光纤检测磁性薄膜

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横向电磁式振动能量采集器的设计与制作

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光学精密工程 2013年第3期21卷 694-700页

作者：李伟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联合国家重点实验室微系统技术重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100039

基于微机电系统(MEMS)设计了一种结构新颖的横向电磁式振动能量采集器,用于把周围环境中振动的机械能转化为电能。该能量采集器主要由两块长方形永磁体、螺旋铜线圈、质量块-弹性梁振动系统及衬底等构成。选用有限元分析软件对器件结构... 详细信息

基于微机电系统(MEMS)设计了一种结构新颖的横向电磁式振动能量采集器,用于把周围环境中振动的机械能转化为电能。该能量采集器主要由两块长方形永磁体、螺旋铜线圈、质量块-弹性梁振动系统及衬底等构成。选用有限元分析软件对器件结构参数进行了仿真分析与优化,并利用电镀技术制作螺旋铜线圈,KOH湿法腐蚀和深反应离子刻蚀(DRIE)技术制作质量块-弹性梁振动系统,然后与永磁体一起组成了体积大约为100mm3的能量采集器样机。对制作好的电磁式振动能量采集器样机的振动特性测试表明:质量块-弹性梁振动系统的一阶固有频率为241Hz;在频率为241Hz、加速度为2.8ms-2的外界振动激励下,负载两端产生的交流电压峰峰值为9.2mV。另外调节质量块和弹性梁的参数,还可以得到不同固有频率的能量采集器。该能量采集器实现了从机械能到电能的转化,对无线传感器件的发展和应用很有意义。

关键词：电磁式能量采集器振动能量采集器横向振动微机电系统(MEMS)

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基于同步辐射的软X光谱学在能源材料电子结构研究中的应用

基于同步辐射的软X光谱学在能源材料电子结构研究中的应用

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中国化学会第29届学术年会

作者：刘啸嵩中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息与功能材料国家重点实验室

能源材料的电子结构从根本上决定器件的性能。如何准确测量及调控材料的电子结构已成为材料科学领域最重要的研究方向之一。软X射线光谱学对于研究材料的电子结构和化学性质具有独特优势。利用先进同步辐射光源广谱、高亮度、高分辨率... 详细信息

能源材料的电子结构从根本上决定器件的性能。如何准确测量及调控材料的电子结构已成为材料科学领域最重要的研究方向之一。软X射线光谱学对于研究材料的电子结构和化学性质具有独特优势。利用先进同步辐射光源广谱、高亮度、高分辨率等优势,我们可以选择性地激发材料中处于特定初始能级的电子。在激发-衰变过程中,光子或电子将携带特定能带上的信息被释放出来。通过对出射电子或光子的测量,我们可以得到包括元素,化学键,轨道,位点,占有态和非占有态等全面的信息。进一步结合能源材料的特点,与可控材料生长结合,发展原位实验装置和测量方法,突破传统高真空壁垒,实现在可变气氛、可变压强、和模拟真实工作环境下材料电子结构测量。在此报告中,我将通过锂离子电池材料等方面的研究实例,向大家介绍一下软X射线光谱学的原理和其在能源材料领域中的应用。

关键词：同步辐射软X光谱学电子结构能源材料

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基于同步辐射的软X光谱学在锂离子电池材料研究中的应用

基于同步辐射的软X光谱学在锂离子电池材料研究中的应用

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第17届全国固态离子学学术会议暨新型能源材料与技术国际研讨会

作者：刘啸嵩中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息与功能材料国家重点实验室

【引言】电极材料的电子结构是决定锂电池性能的重要因素。如何准确测量及调控材料的电子结构已成为锂电池研究领域重要的学科方向之一。软X射线光谱学对于研究材料的电子结构和化学性质具有独特优势。利用先进同步辐射光源广谱、高亮...

【引言】电极材料的电子结构是决定锂电池性能的重要因素。如何准确测量及调控材料的电子结构已成为锂电池研究领域重要的学科方向之一。软X射线光谱学对于研究材料的电子结构和化学性质具有独特优势。利用先进同步辐射光源广谱、高亮度、高分辨率等优势,可以选择性地激发材料中处于特定初始能级的电子。在激发-衰变过程中,光子或电子将携带特定能带上的信息

关键词：

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基于加权叠加算法的多通道极低场MRI图像重建

基于加权叠加算法的多通道极低场MRI图像重建

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第十三届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会

作者：常宝林邱隆清董慧刘超谢晓明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

基于超导量子干涉器件(SQUID)的极低场核磁共振及其成像(ULF-NMR/MRI)以高性能、低成本、可移动、易集成等优点成为国际上SQUID应用领域的研究热点之一。采用多通道成像是ULF-MRI的发展趋势,但需采用重建算法对图像进行重建。本文基于... 详细信息

基于超导量子干涉器件(SQUID)的极低场核磁共振及其成像(ULF-NMR/MRI)以高性能、低成本、可移动、易集成等优点成为国际上SQUID应用领域的研究热点之一。采用多通道成像是ULF-MRI的发展趋势,但需采用重建算法对图像进行重建。本文基于加权叠加图像重建(WISR)算法,采用Matlab编写了多通道MRI图像重建软件,建立了多通道模型进行仿真,重建全成像视野(FOV)图像。在此基础上分析了探测器半径和样品到探测器间距等因素对图像重建的影响。最后采用果蔬样品进行了四通道极低场MRI测量,对测量数据进行图像重建软件处理,得到样品的全FOV图像,二维图像空间分辨率达2×2mm2,验证了该方法的可行性。

关键词： SQUID 极低场磁共振成像图像重建多通道

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无屏蔽环境下基于SQUID探测的多通道极低场MRI研究

无屏蔽环境下基于SQUID探测的多通道极低场MRI研究

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第十三届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会

作者：刘超邱隆清董慧常宝林谢晓明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

在无屏蔽实验室环境中，我们搭建了一套基于低温超导量子干涉器件(SQUID)的4通道二阶梯度计探测系统用于极低场核磁共振及其成像(ULF-NMR/MRI)研究.为了提高测量信噪比，一对软铁屏蔽的永磁体被用作预极化场，其中心磁场达0.65T;为了精... 详细信息

在无屏蔽实验室环境中，我们搭建了一套基于低温超导量子干涉器件(SQUID)的4通道二阶梯度计探测系统用于极低场核磁共振及其成像(ULF-NMR/MRI)研究.为了提高测量信噪比，一对软铁屏蔽的永磁体被用作预极化场，其中心磁场达0.65T;为了精确快速地在永磁体和SQUID探测器之间传输样品，我们采用了一套商用的电动执行器.在传送距离为1m时，传输时间约为350ms.采用由6组线圈组成的全张量一阶梯度补偿方法，极大地改善了测量场均匀性.采用傅里叶成像方法及多通道加权叠加重建算法，获得了果蔬样品的四通道极低场MRI二维及三维图像，三维图像空间分辨率达224mm2.

关键词： SQUID 极低场MRI 全张量梯度补偿多通道

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高性能磁通量子计数式SQUID读出电路

高性能磁通量子计数式SQUID读出电路

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第十三届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会

作者：王永良徐小峰孔祥燕谢晓明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

直流超导量子干涉器件(SQUID：Superconducting QUantum Interference Device)的磁通电压传输特性曲线是周期性的。利用该特性可实现磁通量子计数式大量程SQUID 磁传感器。其原理是当SQUID 磁通锁定环路(FLL：Flux-Locked Loop)反馈磁... 详细信息

直流超导量子干涉器件(SQUID：Superconducting QUantum Interference Device)的磁通电压传输特性曲线是周期性的。利用该特性可实现磁通量子计数式大量程SQUID 磁传感器。其原理是当SQUID 磁通锁定环路(FLL：Flux-Locked Loop)反馈磁通达到整数个磁通量子时,通过FLL 复位实现工作点迁移重新锁定输出,记录工作点迁移的磁通量子数和FLL模拟输出,实现大量程磁通测量。磁通量子计数式读出电路的关键是要求FLL 能快速准确地完成预设工作点迁移,否则出现复位失败和磁通量子误计数。本文高性能读出电路采用无积分器的FLL 设计,缩短复位时间,提高电路响应能力。同时采用状态控制电路,确保工作点迁移到预定的工作点,避免了误计数。经实验验证上述电路工作点切换时间小于5uS,可满足200kHz 高采样率测量应用需求。

关键词：直流超导量子干涉器件读出电路磁通量子计数磁通锁定回路

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背照射波长延伸InGaAs面阵焦平面探测器

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红外与毫米波学报 2013年第3期32卷 214-219页

作者：魏鹏黄松垒李雪邓洪海朱耀明张永刚龚海梅中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083 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

在MBE外延生长的In0.8Al0.2As/In0.8Ga0.2As材料上,采用台面成型方法制备了背照射32×32元InGaAs探测器,其中心距为30μm,并详细分析了探测器及其焦平面光电性能.结果表明,温度高于220 K时吸收层材料热激活能为0.443 eV,300 K时在... 详细信息

在MBE外延生长的In0.8Al0.2As/In0.8Ga0.2As材料上,采用台面成型方法制备了背照射32×32元InGaAs探测器,其中心距为30μm,并详细分析了探测器及其焦平面光电性能.结果表明,温度高于220 K时吸收层材料热激活能为0.443 eV,300 K时在所考虑的偏压范围内,暗电流主要由扩散电流、产生复合电流及其欧姆漏电流构成.对组件焦平面特性也进行了研究,并通过读出电路的变积分电容测试结构测试结果提取出积分电容上的寄生电容,在测试温度范围内约为10 fF左右.

关键词： InGaAs 暗电流 R0A 寄生电容

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