摘要：共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性。为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要。文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性。实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3％。随后测试仪器的测量误差,发现其中1％的相对漂移量由测试仪器造成。

摘要：依据压阻效应原理,利用微电子机械系统(MEMS)制作技术设计并制作出一种新型的水声接收换能器—MEMS单矢量水听器,期望利用敏感材料的压阻效应以及水听器精巧的微结构,实现矢量水听器的低频特性和小型化。通过有限元软件ANSYS对水听器微结构进行了静态仿真,利用MEMS微机械加工工艺制作出水听器微结构并对水听器进行了封装,采用振动台标定和水下驻波场测试相结合的方法完成了水听器的测试。测试结果表明:结合压阻效应原理和MEMS技术制作矢量水听器具有可行性。该水听器不但体积小、质量轻、结构简单,而且具有"8"字型的指向特性,单个水听器就能对水下水平面内的声源目标进行定向探测。

摘要：以压阻检测技术为基础并结合硅微MEMS加工技术设计了一种二维加速度计微结构,期望利用该新型的结构提高加速度计的灵敏度,实现二维方向的加速度检测。该加速度计采用四个相互垂直的悬臂梁支撑中间有刚硬柱体的结构,通过利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量水平面内两个方向的加速度。建立了该结构的数学模型并用有限元分析软件ANSYS对敏感弹性元件进行分析。最后对加工出的加速度计进行了相关的测试。测试结果表明:该加速度计水平面内两个方向的灵敏度高、线形度较好,X向灵敏度为0.7552mv/g,线性度为0.99967,Y向灵敏度为0.6833mv/g,线性度为0.99966。

摘要：为确定硅基片上系统半导体光电器件集成中绝缘层材料对器件整体性能的影响,设计并制备了带有覆层的纳米波导谐振腔.谐振透射谱功率测试表明顶层覆盖Si_3N_4薄膜和SiO_2薄膜绝缘层没有削弱环形谐振腔的品质因素,沉积后的最佳耦合间距为70~110 nm.覆层为SiO_2时谐振点波长附近的谐振峰消光比达16.5 dB,3 dB带宽为0.12 nm;覆层为Si_3N_4时谐振点波长附近的谐振峰消光比达13.9 dB,3 dB带宽为0.18 nm.该研究为片上系统集成设计中最佳绝缘层材料的选择提供参考.

摘要：设计一种以黑硅这种对几乎所以可见光和部分红外光具有很高吸收率的新型材料作为表面吸收层的热电堆红外探测器,针对这一设计作出了大量关于黑硅对不同波长下的红外吸收率的研究。通过红外基本理论,结合MEMS工艺的兼容性,设计采用两种热电偶材料叠放的方式,并以氧化硅薄膜作为隔离的结构;另外,探测器采用氧化硅上制作的多晶硅作为新型衬底。在器件释放中被XeF2正面腐蚀的部分是多晶硅,这样的设计解决了硅释放的对准问题和SOI衬底陈本高的问题。这种材料可以提高探测器的性能同时减小成本。

摘要：根据国内对高灵敏度、低频小体积三维矢量水听器的需求,提出了一种仿鱼侧线纤毛的MEMS三维矢量水听器。该水听器采用多纤毛结构分别用来接收X、Y与Z方向的声信息,采用ANSYS进行仿真,静力分析得出了布放压阻的合理位置,谐响应分析得出该结构的固有频率在1.5 kHz左右;驻波桶校准测试结果表明:该水听器的灵敏度范围在-200 dB到-180 dB左右;在25 Hz～2 000 Hz频段内具有良好的频响特性;指向性分辨率大于等于30 dB,具有良好的"8"字形指向性。

摘要：介绍了一种双层SIW带通滤波器,两层之间采用交指结构实现谐振,输入输出采用共面波导形式。所设计的毫米波滤波器芯片尺寸仅有7 mm×3.5 mm×0.8 mm,使用三维高频电磁仿真软件对该结构进行仿真和优化,结果表明滤波性能符合设计要求:中心频率10.6 GHz、带宽2.5 GHz、带内插损2 d B。最后阐明了基于MEMS技术的该滤波器的工艺制作流程。

摘要：电动修复是一项十分具有应用前景的土壤修复技术,利用该技术原理提出的电动土工屏障,可以有效阻止污染物往周围土体和地下水中的扩散。考虑无机污染物离子在浓度梯度、水力梯度以及电渗和电迁移共同作用下的迁移规律,建立电动土工屏障中无机离子的一维对流–扩散模型,并采用Laplace变换法推导其解析解,给出屏障中任一断面的离子流出质量通量计算公式,并通过与文献中的一维模型试验结果进行对比验证其正确合理性。在此基础上,利用提出的解析解,开展参数研究,分析无机污染物离子在电动土工屏障中的迁移规律。结果表明:阳极边界处的Pb2+稳定流出质量通量随着平均电势梯度、黏土层厚度、土体电渗透系数的增大而显著减小;对于扩散系数大的污染物离子,建议提高平均电势梯度以增强其电动迁移效果;吸附阻滞因子对最终稳定流出质量通量影响较小,但可以有效延长电动土工屏障被击穿的时间。所提出的解析模型为电动土工屏障的设计提供一种简便的计算方法,还可验证相关数值模型的正确性。

摘要：面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

摘要：电容参数超声换能器(CPUT)由于不需要直流偏置或电荷充电的优势,已成为医用植入物、传感器网络和消费电子产品无线能量传输方面的研究热点。提出利用一维集总参数模型来研究CPUT的运行和参数设计。将CPUT等效为一个RLC谐振器中超声驱动的活塞电容C,进而产生两个耦合的非线性微分方程系统。利用Simulink进行方程的求解,获得电容电压、电路电流和活塞位移。在此基础上,研究了参数谐振阈值和声电转换效率。结果表明,这些性能指标与负载电阻、输入超声强度、超声频率、电极覆盖面积和间隙高度密切相关。当CPUT的阻抗与介质匹配并且驱动CPUT的工作频率略低于2ω_(oel)时,可以达到最佳的效率。这为进一步研究超声无线能量传输、能量收集和传感技术奠定基础。