摘要：碳纳米管具有独特的一维结构和优异的光电特性,是构建光伏电池的理想材料。本文主要综述了近年来碳纳米管基光伏电池的结构设计、制备方法以及碳纳米管在器件中的不同功能应用。首先概述了碳纳米管的结构和光电特性,重点讨论了碳纳米管作为光电转换材料、导电电极和载流子传输层等功能层时器件的原理、制作方法及优缺点,介绍了碳纳米管在微型光伏电池、碳纳米管/硅异质结光伏电池、染料敏化光伏电池、钙钛矿光伏电池、有机光伏电池以及柔性光伏电池中的应用,最后总结了碳纳米管基光伏电池的优势和挑战,以期为新型碳基光伏电池的设计和制作提供思路和参考。

摘要：二维过渡金属硫族化合物(2D TMDs)在气体传感方向的应用中具有显著的"先天"优势,表现出如灵敏度高、响应速度快、能耗低以及能在室温下工作等诸多优点.相对单一的2D TMDs而言,基于2D TMDs纳米异质结的气体传感器展现出更加优越的气体传感性能.本文将系统总结2D TMDs纳米异质结气体传感器的研究进展,尤其是2D TMDs与金属氧化物、金属硫化物、碳基纳米材料以及量子点之间形成的纳米异质结设计、构效关系以及传感机理等关键科学问题.传感材料和传感机制上的创新对提升传感性能并拓展传感功能具有重要的科学意义.通过对纳米异质结气敏机理的深入探究,有望实现纳米异质结结构的人为设计和可控制备,提高室温下对目标气体的高灵敏选择性识别和检测.在纳米异质结的结构设计上,以TMDs材料为导电主体,在其表面生长各种纳米结构,通过对纳米异质结表面酸碱性、功函数、气体分子极性以及纳米异质结与气体分子之间的氧化还原反应性质进行调控,来构筑基于TMDs的纳米异质结.此外,控制负载在二维TMDs上纳米颗粒尺寸小于两倍电子耗尽层厚度,充分发挥纳米颗粒量子限域效应,以纳米颗粒充当传感的"天线分子"或"探针分子",实现对目标气体分子的高灵敏选择性识别和检测.

摘要：基于扭臂式静电驱动微执行器的基本模型,运用力矩法推导出该结构的Pull-in电压和角度,并设计了用于微机电系统(Micro Electronic Mechanical System,MEMS)光开关的单晶硅扭臂式静电驱动结构参数.在所选结构参数下,运用力电耦合分析方法,研究了空气阻尼作用对扭臂式静电驱动结构Pull-in电压的影响.对所设计的驱动结构,考虑空气阻尼作用时,Pull-in电压增大约7%.对单晶硅扭臂式静电驱动结构进行应力分析得到,当上下极板发生吸合时,结构应力均匀分布在上电极,且扭臂的最大内应力仅为72.848MPa,远小于单晶硅的屈服强度,整个驱动结构的设计是稳定可靠的;用力矩法推导出的该结构的Pull-in电压适用于该微静电驱动系统.研究结果为扭臂式微驱动器参数选择提供了依据.

摘要：该文提出了一种基于压电驱动的六足爬行机器人的整体设计与制造方案,并对六足爬行机器人进行了动力学建模。介绍了爬行机器人碳纤维连杆传动机构的原理,并提出了各部分零部件的加工方案。介绍了压电驱动器多层材料叠合的复合结构加工工艺,对压电驱动器进行了性能测试,并将其应用到爬行机器人样机上。在280V的直流偏置电压下,总质量4.631g的爬行机器人样机完成了爬行运动测试,验证了压电驱动的六足爬行机器人设计方案的可行性。

摘要：测量细胞电生理信号的方法-微电极阵列检测技术,是指在微电极表面首先培养可兴奋性细胞,然后进行电信号的实时监测,该方法具有检测通道数多、无损伤性、响应速度快、制备工艺简单、可长期检测等优点。借助Stern双电层模型阐述了微电极-电解液界面的电化学过程,采用电路仿真软件Multisim构建了完整的细胞-微电极等效电路来定量分析电化学过程;对于等效电路中的物理量取不同的数值进行仿真,研究它们对信号大小的影响程度并基于此给出了具体的微电极参数设计方案;设计检测电路并进行仿真,验证该电路满足检测需求。构建出完整的电生理等效电路,给出微电极阵列参数设计方案,设计出检测电路,为进一步电生理测试中的MEMS加工制造和电路研制提供了参考。

摘要：压电驱动方式因具有位移分辨率、机械耐久性及速度高,输出力大,功耗低和频带宽等优势,因而被广泛采用。文章总结并分析了压电驱动的驱动要求与驱动方式,将压电驱动电路划分为直流升压转换模块、直流电压校准模块、开关放大器驱动模块、交流电压校准模块及控制模块,提出了一种结构简单、输出稳定以及可小型化的双级压电驱动电路系统,完成了将5V低压直流电转换为280V的高压交流电的设计目标,可以自由地改变输出方波信号和正弦信号的幅值、频率和占空比,并对压电驱动电路的带载能力、输出功率和效率作了分析。

摘要：设计了一种一体化加工的双驱对称式压电悬臂梁微驱动器。对压电驱动器工作原理、压电驱动器在准静态工况与共振工况下的输出特性进行了理论分析,确定压电驱动器几何尺寸。介绍了压电驱动器的多层复合结构与一体双驱的实现方式。制作了压电驱动器样机,并通过有限元仿真分析与测试实验相结合的方式得到压电驱动器的阻抗特性与输出特性曲线。将压电驱动器运用在轮式机器人,验证了设计的可行性。

摘要：为了在测试的过程中测量纳米材料气体传感器变化的电阻信号,针对高灵敏度的纳米材料气体传感器,设计了一种宽动态范围的快速采样接口电路,基于积分电路的原理,将流经传感器的电流转换成一定脉宽的方波信号,单片机捕获脉冲时间并换算成传感器电阻值。电路在1 kΩ~500 MΩ测量范围内的最大线性误差为5%,能够应用于气体传感器的测试和标定、手持气体检测设备以及电阻测量等领域。

摘要：针对电磁驱动方式的仿昆扑翼微飞行器,设计了电磁线圈驱动电路,电路能够驱动微飞行器扑动双翼。驱动电路利用电池组和升压(BOOST)电路实现电路供电。研制了产生两路电压控制信号的最小系统板,能够在上位机在线实时控制输出信号的频率和幅值。电压控制信号通过电路后,电路输出稳定驱动电流,实现对仿昆扑翼微飞行器翅膀的控制。

摘要：随着对于惯性测量单元精确度的要求不断提升,针对于陀螺仪测控电路的要求也逐步提高。首先介绍了微半球谐振陀螺的结构与工作原理,然后对其测控电路工作原理进行了介绍。之后通过System Generator建模设计出微陀螺的闭环控制与检测电路方案,搭建微陀螺的电路系统,完成微陀螺的性能测试,为微陀螺的测控电路领域的研究提供参考和支持。