检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2015年第7期45卷 687-704页

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Gibbs自由能的变化,由此产生的纳机械表面应力可被结构上集成的机电敏感元件转换成实时电信号输出.首先对固体表面分子层自组装产生纳机械表... 详细信息

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Gibbs自由能的变化,由此产生的纳机械表面应力可被结构上集成的机电敏感元件转换成实时电信号输出.首先对固体表面分子层自组装产生纳机械表面应力的机制进行研究,将表面上形成的单分子层(self-assembled monolayer,SAM)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作图法来定量评估和分析自组装分子层对表面能变化的作用.为使分子作用产生纳机械敏感效应在痕量生化分子快速检测识别中得到应用,首次将纵向分子特异性作用和相邻分子间横向作用区分开来,通过不同类型分子间作用的分析和实验验证得到如下结论:横向分子作用是产生表面应力值大小和正负(张应力或压应力)的决定性因素,而分子纵向作用主要是通过对分子层自组装有序性的调节来影响表面应力产生.在对各种横向分子作用机制分析的基础上,提出并用实验验证了分子间氢键作用可产生最高灵敏度的纳机械敏感效应.此后介绍了特异性分子作用产生表面应力的敏感效应在生化痕量快速检测传感器的应用.采用微纳悬臂梁作为敏感效应的转换器,将表面应力转换为悬臂梁弯曲,利用集成在悬臂梁内的压阻器件进行电信号输出.通过在悬臂梁表面金薄膜上修饰巯基双层分子敏感基团,实现了对ppb量级有机磷毒害蒸气的快速检测.为实现敏感分子层长期稳定工作,针对TNT爆炸物分子检测提出并实现了在悬臂梁硅表面直接两次嫁接自组装硅烷基敏感基团,进而解决了传感器对ppt量级TNT检测的长期稳定性问题.通过对传感器电绝缘的有效处理,又实现了对1.5×10-11 mol/m L浓度链霉亲和素的生物溶液在线检测.

关键词：分子特异性作用纳机械敏感效应表面应力生化传感器

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高阶谐振模态的超高质量分辨硅微悬臂梁压阻传感器

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Journal of Semiconductors 2006年第8期27卷 1496-1502页

作者：刘剑李昕欣金大重刘民王跃林左国民余海涛包菡涵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

开发了一种在空气中具有几十飞克质量分辨率的谐振式微机械悬臂梁生化质量检测传感器.在悬臂梁上面实现了使用惠斯通压阻电桥检测和洛伦兹力线圈驱动集成结构.与通常的一阶模态谐振传感器不同,为了显著提高传感器特异性反应吸附质量以... 详细信息

开发了一种在空气中具有几十飞克质量分辨率的谐振式微机械悬臂梁生化质量检测传感器.在悬臂梁上面实现了使用惠斯通压阻电桥检测和洛伦兹力线圈驱动集成结构.与通常的一阶模态谐振传感器不同,为了显著提高传感器特异性反应吸附质量以实现分子水平的检测分辨率,提出了一种二阶弯曲谐振模态优化驱动的方法.在悬臂梁上集成了一种回形针状的驱动电流回路,实现了与第二模态悬臂梁运动两个相反运动峰值相吻合的两处同时反方向驱动.研究中采用硅微机械技术实现了集成谐振悬臂梁的制作,并研制出了高性能的谐振传感器闭环接口电路.在空气中进行谐振实验,与传统一阶模态传感器相比,采用该优化驱动的二阶模态,谐振品质因数从195提高到857,谐振频率从49·156提高到298·132kHz,采用Allen方差的方法对谐振频率噪声进行分析,表明该优化驱动的二阶模态传感器将传统的一阶模态传感器质量分辨率从0·17改善到0·029pg,达到了4个痘病毒的质量分辨水平.

关键词：悬臂梁压阻敏感电磁激励 AGC式闭环电路谐振模态质量检测分辨率

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曲面保护高量程加速度传感器阻尼特性研究

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光电工程 2006年第9期33卷 138-144页

作者：杨尊先李昕欣于映福州大学电子科学与应用物理系福建福州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

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动... 详细信息

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动态冲击响应特性的影响。器件动态冲击响应实际上是受迫振动与传感器悬臂梁固有频率振动的叠加。当阻尼带隙较小时,输出结果表现为冲击载荷下的受迫振动响应;随着阻尼带隙变宽,悬臂梁固有频率振动渐突显,响应峰值电压也近线性增加,而峰值电压所对应时间则非线性减小。在其它条件相同情况下,阻尼介质粘滞系数越大,响应输出曲线越光滑,但其峰值电压也相应越低。在空气阻尼介质中,过载保护曲面的平移距离控制在0.5～0.65μm范围内,以获取较好的动态响应效果。

关键词：高g加速度传感器压膜阻尼曲面过载保护冲击响应

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去除移动心电检测中运动干扰的多通道电极皮肤接触阻抗研究

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北京理工大学学报 2018年第8期38卷 868-873页

作者：张洹千张树林杜晓薇金庆辉刘学华李擎杨坚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国家联合重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 徐汇区中心医院上海200031

研究一种多通道电极皮肤接触阻抗检测方法,能够同步检测移动心电信号和电极皮肤接触阻抗信号.该方法不需要改变移动心电检测的输入级,能够通过结构简单的电路来保证移动心电信号放大器的输入阻抗达到足够高.为了评估该方法的性能,10位... 详细信息

研究一种多通道电极皮肤接触阻抗检测方法,能够同步检测移动心电信号和电极皮肤接触阻抗信号.该方法不需要改变移动心电检测的输入级,能够通过结构简单的电路来保证移动心电信号放大器的输入阻抗达到足够高.为了评估该方法的性能,10位健康志愿者进行了20组实验,结果显示由多通道电极皮肤接触阻抗信号与移动心电信号中的运动干扰相关性更强(中位数=0.599).相比现有的单通道电极皮肤接触阻抗检测方法,多通道电极皮肤接触阻抗能够以更简单的电路结构实现更优的性能.

关键词：移动心电检测电极皮肤接触阻抗运动干扰相关性

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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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芯片级原子钟的气密性能分析

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真空科学与技术学报 2012年第2期32卷 132-139页

作者：张志强徐静李绍良吴亚明中科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 中国科学院研究生院北京100049

基于相干布居囚禁(CPT)原理芯片级原子钟(CSAC)原子腔体积小、采用微电子机械系统硅-玻璃键合工艺制造,其气密性是决定CSAC寿命的关键因素。本文提出了"多层缓冲原子腔"方案大幅度提高原子腔的气密性能,从而提高CPT CSAC的稳... 详细信息

基于相干布居囚禁(CPT)原理芯片级原子钟(CSAC)原子腔体积小、采用微电子机械系统硅-玻璃键合工艺制造,其气密性是决定CSAC寿命的关键因素。本文提出了"多层缓冲原子腔"方案大幅度提高原子腔的气密性能,从而提高CPT CSAC的稳定性和寿命。建立了一个"毛细管等效气流模型"模拟多层缓冲原子腔的泄漏以分析原子腔的气密性能,应用Matlab仿真对比了单层密封、多层密封、添加保护腔等不同方式下气密性能的改善幅度。仿真结果验证了"多层缓冲原子腔"在提高CPT CSAC物理系统气密性能方面的可行性和有效性,为原子腔的设计提供指导。

关键词：芯片级原子钟多层缓冲原子腔气密性毛细管等效气流模型 Matlab仿真

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新型纳机电热探针阵列器件数据存储技术研究

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仪器仪表学报 2006年第7期27卷 693-697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

对自行研制的一种新型压阻敏感器和电阻加热器一体集成的纳机电热探针阵列传感器进行了存储特性研究。首先对器件电热特性和敏感特性进行测试,测试结果与模拟结果相吻合。在此基础上,进行数据存储测试,借助原子力学显微镜在聚合物有机... 详细信息

对自行研制的一种新型压阻敏感器和电阻加热器一体集成的纳机电热探针阵列传感器进行了存储特性研究。首先对器件电热特性和敏感特性进行测试,测试结果与模拟结果相吻合。在此基础上,进行数据存储测试,借助原子力学显微镜在聚合物有机薄膜上实现了数据写入,并研究了脉冲电压、脉冲宽度及其施加于探针上的力载荷对存储效果的影响,优化写入条件后,数据记录面密度达31.6GB/in2.

关键词：纳米针尖集成探针阵列存储特性电阻加热器

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一种高精度微芯片用于微环境中细胞温度波动监测

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生物化学与生物物理进展 2021年第8期48卷 959-965页

作者：赵雪飞郜晚蕾尹加文管轶华金庆辉宁波大学信息科学与工程学院宁波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

温度是生物体中重要的参数,准确测量细胞在代谢过程中的温度波动可为更深入地探究细胞的能量产生和扩散过程提供有价值的信息,从而促进癌症和其他疾病的研究.本文基于微机电加工和微流控技术制备一批可在微环境下监测细胞代谢过程中温... 详细信息

温度是生物体中重要的参数,准确测量细胞在代谢过程中的温度波动可为更深入地探究细胞的能量产生和扩散过程提供有价值的信息,从而促进癌症和其他疾病的研究.本文基于微机电加工和微流控技术制备一批可在微环境下监测细胞代谢过程中温度波动的微芯片.微芯片由捕获细胞的C形"微坝"结构、供液体流动的"微缝"和监测温度波动的电极结构组成.可将细胞培养、温度监测在微芯片上完成.将有细胞贴壁生长的微芯片放置在37℃恒温环境中,采用恒电流法实时在线连续监测细胞在代谢过程中的温度波动.该芯片共有9个检测单元,每个单元的检测都是完全独立的,可同时检测多个结构上的细胞温度波动情况.微芯片的准确度优于0.013℃,精度为±0.014℃,响应速度约0.1 s,不同厚度Ti/Pt温度传感器的温度-电阻之间的线性拟合参数R2大于0.999.在(37±0.015)℃的恒温环境下监测细胞,发现人肺腺癌细胞系(human lung adenocarcinoma cell,H1975)在代谢过程中温度波动的极差(0.173℃)大于肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)的极差(0.127℃).癌细胞H1975的平均温度(37.001℃)高于正常细胞HSC的平均温度(36.989℃).该芯片为细胞代谢监测、药物筛选等方面提供了新的研究平台.

关键词：肿瘤细胞监测微流控芯片细胞温度实时监测

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用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计

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传感技术学报 2007年第10期20卷 2203-2206页

作者：姚镭郝跃国李铁熊斌王跃林传感技术联合国家重点实验室微系统技术国家重点实验室中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18μmCMOS工艺流程制作的试样芯片.测试... 详细信息

实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18μmCMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9dB,带宽160Hz,等效输入噪声87nV/rtHz.

关键词： CMOS接口电路单片集成MEMS 斩波技术红外传感器

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应用于MOEMS集成的TSV技术研究

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传感技术学报 2019年第5期32卷 649-653页

作者：胡正高盖蔚徐高卫罗乐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 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

硅通孔(TSV)通过缩短互连长度可实现低延迟、低功耗等目的。对应用于微光机电系统(MOEMS)集成的TSV工艺进行了研究,通过ICP-DRIE参数优化获得了陡直TSV通孔;通过金-金键合及bottom-up法,实现了TSV的无缺陷填充;对填充后的TSV进行电学表... 详细信息

硅通孔(TSV)通过缩短互连长度可实现低延迟、低功耗等目的。对应用于微光机电系统(MOEMS)集成的TSV工艺进行了研究,通过ICP-DRIE参数优化获得了陡直TSV通孔;通过金-金键合及bottom-up法,实现了TSV的无缺陷填充;对填充后的TSV进行电学表征,测试结果表明,单个TSV的电阻平均值为0.199Ω、相邻两个TSV的电容在无偏压时为170.45 fF、TSV的漏电流在100 V时为9.43 pA,具有良好的电学特性。

关键词：硅通孔(TSV) 微光机电系统(MOEMS) ICP刻蚀键合电镀

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