检索结果-内蒙古大学图书馆

压电与声光 2024年第5期46卷 617-633,643页

作者：毛宇宸沈建东刘涛杨嘉倩豆涵杰张汪洋牟笑静重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

深入探讨了微电子机械系统(MEMS)在被动声学领域的应用,特别关注了压电效应、常用压电材料和传感结构设计三方面。阐述了压电效应的基本概念,介绍了石英、PZT(锆钛酸铅)和ZnO(氧化锌)等主要的压电材料,这些材料因其出色的压电特性而被... 详细信息

深入探讨了微电子机械系统(MEMS)在被动声学领域的应用,特别关注了压电效应、常用压电材料和传感结构设计三方面。阐述了压电效应的基本概念,介绍了石英、PZT(锆钛酸铅)和ZnO(氧化锌)等主要的压电材料,这些材料因其出色的压电特性而被广泛用于MEMS技术。同时详细分析了悬臂梁、薄膜等传感结构,这些结构能够高效地将声波能量转换为电信号。特别介绍了MEMS麦克风、MEMS水听器和MEMS声发射传感器3种具有代表性的MEMS声学器件,并详细说明其工作原理及其在不同领域的应用。最后对MEMS声学器件在消费电子、工业检测、环境监测、军事及医疗等领域的应用进行总结,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词： MEMS传感器被动声学压电材料水下声学工业监测

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硅/硅低温直接键合的工艺调控及应用

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传感技术学报 2024年第10期37卷 1674-1680页

作者：李东玲兰芬芬崔笑寒重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400030

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合... 详细信息

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合强度的影响,优化了氧等离子活化工艺,350℃氮气保护下退火2 h后,键合率为98.52%,平均抗剪切强度为20.2 MPa,键合界面连续无空洞,且形成了3.58 nm的非晶氧化层,表明实现了分子间的键合。最后,采用三层低温硅/硅键合工艺实现了微型振动能量收集器的限幅封装,成功将能量收集器的频带拓展到215 Hz~229 Hz。结果表明,该硅/硅键合工艺满足MEMS器件的加工及使用要求,其工艺调控方法具有较好的通用性。

关键词：氧等离子体直接键合正交实验界面特性频带拓展

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MCP-SSHI接口电路实现多通道宽频压电能量的高效提取

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压电与声光 2025年第1期47卷 181-189页

作者：李继祯胡宁吉振峰张诗琪赵晨曦周美彤吴良科牟笑静重庆大学航空航天学院重庆400044 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

随着物联网和智能系统的快速发展,对传感器网络中能量采集技术的需求不断增加。针对多通道宽频压电能量信号特征差异大、能量提取效率低的问题,提出了一种适用于弱耦合环境的多通道并联同步开关电感(MCP-SSHI)接口电路。该电路保持了高... 详细信息

随着物联网和智能系统的快速发展,对传感器网络中能量采集技术的需求不断增加。针对多通道宽频压电能量信号特征差异大、能量提取效率低的问题,提出了一种适用于弱耦合环境的多通道并联同步开关电感(MCP-SSHI)接口电路。该电路保持了高模块的拓展性和结构的简洁性,同时还具备处理任意相位关系(0~2π)多通道输入电压的能力。测试结果表明,在处理六路压电能量收集器(PEH)信号时,MCP-SSHI电路可高效提取多通道电能,其能量提取效率高达79.96%,是传统接口电路功率增益的3.24倍。

关键词：压电能量收集电源管理多通道能量提取并联同步开关感应(P-SSHI) 自供电

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基于电学拓扑结构拓展FBAR滤波器带宽研究

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压电与声光 2022年第5期44卷 691-695页

作者：常亚慧汪为民重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

该文研究了一种薄膜体声波谐振器(FBAR)采用并联电感和外匹配电路的拓扑结构实现宽带滤波的方法。使用Comsol软件对FBAR进行三维结构仿真,并提取最优电极形状(变迹五边形)对应曲线到ADS中联合外匹配电路进行频带拓展,外匹配电路中的电感... 详细信息

该文研究了一种薄膜体声波谐振器(FBAR)采用并联电感和外匹配电路的拓扑结构实现宽带滤波的方法。使用Comsol软件对FBAR进行三维结构仿真,并提取最优电极形状(变迹五边形)对应曲线到ADS中联合外匹配电路进行频带拓展,外匹配电路中的电感L_(s)取值直接影响滤波器带宽。经调节,最终在谐振器串联谐振频率f_(s)=1.97 GHz,并联谐振频率f_(p)=2.03 GHz的情况下实现了21.15%的相对带宽,此时对应的3 dB带宽为419 MHz,1 GHz处的带外抑制为11.616 dB。

关键词：薄膜体声波谐振器(FBAR) 有限元仿真 MBVD模型宽带拓扑结构

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微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年第7期51卷 1618-1631页

作者：贺志恒王小丽葛闯徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆邮电大学生命健康信息科学与工程学院重庆400065 重庆大学肿瘤医院肿瘤转移转化与个体化治疗重点实验室重庆400030

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对IC... 详细信息

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

关键词：离子浓差极化微纳结构微流控芯片分离富集生化检测

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基于Apt@Au传感器的微囊藻毒素-LR传感检测

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环境科学与技术 2024年第6期47卷 105-112页

作者：胥均艳何薪宇徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044

微囊藻毒素(MC-LR)是国际公共卫生组织已确认的一种神经毒素和致癌物质,其高效检测备受关注。该文通过金硫键作用将适配体直接结合到丝网印刷金电极表面,形成适配体@金(Apt@Au)敏感膜,当样本中存在MC-LR时,敏感膜上的适配体与MC-LR相互... 详细信息

微囊藻毒素(MC-LR)是国际公共卫生组织已确认的一种神经毒素和致癌物质,其高效检测备受关注。该文通过金硫键作用将适配体直接结合到丝网印刷金电极表面,形成适配体@金(Apt@Au)敏感膜,当样本中存在MC-LR时,敏感膜上的适配体与MC-LR相互作用,引起[Fe(CN)_(6)]^(3-)/[Fe(CN)_(6)]^(4-)探针电对的电子传导发生变化,差分脉冲伏安(DPV)响应电流增加,由此构建了一种用于MC-LR检测的Apt@Au传感器。在优化的实验条件下,采用该传感器检测MC-LR的线性范围为0.001~50.00μg/L,检出限可达0.001μg/L,对微囊藻毒素-LA、微囊藻毒素-YR、节球藻毒素以及水体中常见的金属离子无明显响应,表现出良好的选择性。将其用于合成水样检测也显示出良好的回收率。Apt@Au传感器用于MC-LR检测具有流程简单、检测灵敏度高等优势,拥有良好的应用前景。

关键词： MC-LR Apt@Au传感器 DPV检测环境水样

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基于分子印迹技术的细菌传感检测

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生物化学与生物物理进展 2023年第6期50卷 1319-1329页

作者：何勇飞庞义全葛闯徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆大学肿瘤医院肿瘤转移转化与个体化治疗重点实验室重庆400030

分子印迹因其材料结构的稳定性及靶标物识别的特异性而被广泛应用于生化分离分析的相关领域。近年来,将具有选择性捕获、分离和富集靶标物等优势的分子印迹技术与生化传感检测技术有机结合,是目前细菌等微生物高效检测领域备受关注的研... 详细信息

分子印迹因其材料结构的稳定性及靶标物识别的特异性而被广泛应用于生化分离分析的相关领域。近年来,将具有选择性捕获、分离和富集靶标物等优势的分子印迹技术与生化传感检测技术有机结合,是目前细菌等微生物高效检测领域备受关注的研究热点。本文就分子印迹技术在细菌分析中的印迹方法、分析检测技术和典型应用等方面的最新进展进行综述。首先介绍了细菌分子印迹原理,对表面印迹的材料以及直接压印、间接印迹和电聚合等制备方法进行了总结和归纳;重点对基于荧光、电化学、石英晶体微天平(QCM)等检测模式的细菌印迹传感监测在细菌分析检测及其与微流控芯片技术耦合的应用和进展进行了综述;最后,提出了存在的挑战及发展的趋势。

关键词：分子印迹技术细菌表面印迹传感检测微流控芯片

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基于阵列型压电能量收集器的中高频自供电系统

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压电与声光 2024年第5期46卷 644-650页

作者：赵晨曦吴鹏凡邱宇刘洪涛刘宇宋益辉牟笑静重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

随着物联网(IoT)的发展,无线自供电传感是实现感知机体状态和飞行环境的重要技术手段。机体振动具有分布范围广,激励频率高和频域宽等特点,单一压电能量收集器难以有效俘获能量。针对上述问题,研制了一套基于阵列型压电能量收集器的自... 详细信息

随着物联网(IoT)的发展,无线自供电传感是实现感知机体状态和飞行环境的重要技术手段。机体振动具有分布范围广,激励频率高和频域宽等特点,单一压电能量收集器难以有效俘获能量。针对上述问题,研制了一套基于阵列型压电能量收集器的自供电传感系统。该系统由阵列型压电能量收集器、电源管理电路、传感节点、低功耗蓝牙及微控制器组成。压电能量收集器采用压电厚膜方案,在谐振频率693 Hz,2 g下最高平均输出功率密度为4 mW·cm^(-3)·g^(-2)。电源管理电路采用改进的整流器设计和欠压锁定电路(UVLO)实现高效能量传输与能量释放,充电速度是普通整流器的1.3倍,最大输出功率达到1.32 mW,结合微处理器进行时序控制可达到动态平衡,实现了固定间隔时间持续的数据读取和发送。

关键词：压电能量收集民用飞机振动电源管理自供电传感系统

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全天时星敏感器视场选通成像系统的微开关阵列设计

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光子学报 2023年第4期52卷 74-84页

作者：方亮汪为民王强程欣范真节张辉赵汝进刘恩海中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院光电精密测量技术重点实验室成都610209 微细加工光学技术国家重点实验室成都610209 中国科学院大学北京100049 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑... 详细信息

针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数,再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析,优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析,结果表明,仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元,与理论计算结果114 V基本吻合,验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外,利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析,结果表明,微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小,即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案,推动了视场选通成像系统的实际应用。

关键词：全天时星敏感器视场选通背景光抑制静电驱动微开关阵列占空比响应时间

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极端环境下声表面波压力传感器研究进展

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压电与声光 2021年第3期43卷 306-312页

作者：潘虹芝曹健齐梦珂程一民曹亮牟笑静重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400044

声表面波压力传感器因具有无源无线、高精度可编码、易于多参数传感集成等优点,被广泛应用于各种极端环境下的压力测量。该文首先介绍了声表面波压力传感器的工作原理及其技术优势,然后分别介绍了声表面波压力传感器在高温和高压环境下... 详细信息

声表面波压力传感器因具有无源无线、高精度可编码、易于多参数传感集成等优点,被广泛应用于各种极端环境下的压力测量。该文首先介绍了声表面波压力传感器的工作原理及其技术优势,然后分别介绍了声表面波压力传感器在高温和高压环境下的发展现状,并讨论了该类器件的设计难点及未来发展趋势。

关键词：高温高压声表面波压力传感器

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