检索结果-内蒙古大学图书馆

Journal of Semiconductors 2004年第7期25卷 863-868页

作者：杨尊先李昕欣王跃林鲍海飞刘民陆德仁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

阐述了集成纳机电探针实现超高密度存储的工作原理 ,并对所设计的结构进行了力学理论计算和有限元模拟 .采用硅基微纳机械加工工艺 ,将压阻敏感器和电热纳米针尖一体集成到硅悬臂梁上 ,实现器件制作 .对加热电阻进行温度标定 ,得到了加... 详细信息

阐述了集成纳机电探针实现超高密度存储的工作原理 ,并对所设计的结构进行了力学理论计算和有限元模拟 .采用硅基微纳机械加工工艺 ,将压阻敏感器和电热纳米针尖一体集成到硅悬臂梁上 ,实现器件制作 .对加热电阻进行温度标定 ,得到了加热电阻与温度间二次关系曲线 .在此基础上对器件进行微秒级瞬态电热特性分析和测试 ,测试结果与理论计算结果和有限元模拟结果都有较好的吻合 .测试结果表明在 4 V脉冲电压下 ,加热时间为 3μs时 ,针尖温度达到 4 6 3.1 5 K,相应的加热电阻的降温时间常数为 6 .2 μs,数据写入速度达到近百 k Hz.悬臂梁上的压阻器件敏感度 (电阻相对变化 )在 2× 1 0 - 7N预力作用针尖处时 ,达到了 5 .4 1× 1 0 - 4,满足纳米数据坑读出灵敏度的要求 .

关键词：悬臂梁-针尖探针纳机电系统技术压阻敏感电热纳米针尖数据存储技术 PACC 0670M

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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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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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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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基于分子间作用力的敏感效应与痕量检测生化传感器

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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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用于痕量胺类同系物检测的谐振式微悬臂梁传感器

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传感技术学报 2011年第9期24卷 1233-1237页

作者：杨天天于海涛许鹏程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联合国家重点实验室上海200050

采用化学修饰法,将酸性羧基基团嫁接于高比表面的积的SBA-15介孔材料中,然后将该功能化介孔材料负载于集成谐振式微悬臂梁表面,制得一种高性能的挥发性胺类同系物传感器。胺类分子的吸附将导致质量型微悬臂梁传感器谐振频率的下降,传感... 详细信息

采用化学修饰法,将酸性羧基基团嫁接于高比表面的积的SBA-15介孔材料中,然后将该功能化介孔材料负载于集成谐振式微悬臂梁表面,制得一种高性能的挥发性胺类同系物传感器。胺类分子的吸附将导致质量型微悬臂梁传感器谐振频率的下降,传感器检测下限可达ppb量级。对一系列胺类同系物的检测结果表明,胺类分子在羧基功能化介孔表面的吸附程度与其气相碱度强弱有关。

关键词：微电子机械系统化学传感器微悬臂梁介孔材料胺

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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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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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MEMS器件真空封装模型模拟

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传感器技术 2004年第12期23卷 86-88页

作者：程迎军朱锐许薇罗乐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

结合典型的MEMS器件真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了MEMS器件真空封装的数学物理模型,确定了其数值模拟算法。据此,对一封装示例进行了计算,获得了真空回流炉内干燥箱及密封腔体真空度的变化情况,实现了MEMS器件真空封装工... 详细信息

结合典型的MEMS器件真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了MEMS器件真空封装的数学物理模型,确定了其数值模拟算法。据此,对一封装示例进行了计算,获得了真空回流炉内干燥箱及密封腔体真空度的变化情况,实现了MEMS器件真空封装工艺过程的参数化建模与模拟。

关键词：微机电系统真空封装模型模拟

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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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