基于旋涂的纳米压印技术研究

尝试使用一种新的工艺———旋涂法来达到图案复制的目的,介绍了旋涂法完成图案复制的实验过程,就印章及其复制品的尺寸作了对比,并分析了实验中观察到的缺陷。得出在精确控制实验条件的前提下,可以通过旋涂方法得到高品质微纳米级图案的结论。

基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作

为研制一种轻质仿昆虫微扑翼飞行器,提出了采用微机电系统(MEMS)领域的SU-8光刻胶作为结构材料的制作方案.基于仿生学原理和微机电系统加工技术,设计微扑翼飞行器结构及MEMS工艺方法.研究结果表明,该种结构设计及制作方案满足设计要求,为仿昆虫微扑翼飞行器的研制提供了一种很好的途径.

MEMS技术制作的螺线管微电感

考虑和分析了螺线管微电感的几何结构参数对微电感性能的影响,利用MEMS技术制作了四种不同几何结构的高性能射频螺线管微电感。这些微电感采用铜线圈,以减小线圈寄生电阻,且制作工艺简单,成本低,与IC相兼容。测试结果表明,微电感在较宽的工作频率范围内具有较高的Q值,在频率分别为6 GHz,4.4 GHz,5.8 GHz和5.6 GHz,微电感Q峰值为38,19.1,24.1和21.9,所对应的电感量为1.81 nH,1.07 nH,1.03 nH和1.17 nH。

基于声表面波的微型液滴雾化器技术

采用微细加工技术在127.8°YX型LiNbO3压电基底上制造出周期为400μm的铜叉指结构的微型雾化器。该雾化器利用声表面波(SAW)对液滴表面产生的表面张力波作用实现对液滴的雾化。对叉指结构(IDT)周期长度的确定和器件的制作工艺进行了详细说明。利用对液滴驱动速度的测定得出了该雾化器的实际中心频率,并指出实际中心频率与理论值存在差异的原因。得出雾化微粒直径与叉指结构周期之间的关系,并计算得出在施加驱动频率为10.1MHz、功率为24W的电信号时,其雾化颗粒直径为2.61μm,雾化速度达到了1μL/s。

PCR温度控制技术的研究进展

首先简述了PCR的基本原理,接着综述了几种常用的用于PCR的温度控制器,包括常规PID控制器、改进的PID控制器和模糊逻辑控制器,最后,将模糊逻辑应用于PID控制,提出了简练的模糊逻辑规则,设计了一套用于PCR的参数自整定模糊逻辑PID温控系统,得到了令人满意的温度控制效果。

碳纳米管微电极的直流介质阻挡放电特性

研究了一种基于碳纳米管尖端的直流介质阻挡放电(DBD)微结构,使用MEMS加工工艺制作出深宽比0.5的侧壁相对的叉指状金属电极,在电极上电泳多壁碳纳米管,采用真空磁控溅射沉积二氧化硅介质层。在大气压下测试了所制备的DBD微结构样品的直流放电基本特性。实验结果表明,在几伏特的直流加载电压下即可检测到纳安量级的放电电流,并且放电电流对人体呼吸和环境气体变化有明显响应。放电起始电压小于10V并显现出明显的抑制电流自由增长的DBD放电特征,但电流下降持续时间达102～103s量级,大于常规常压DBD时间,显示出碳纳米管尖端的特异效应。

基于CC2430的无线可植入微刺激器电路研究

功能性电刺激在神经功能失调治疗和神经损伤功能重建中具有重要的作用,植入式神经肌肉电刺激疗法已被证实对20余种神经功能失调疾病具有确切的疗效;基于这种疗法,介绍一种基于ZigBee协议的无线可植入微刺激器的电路设计,其刺激效果与微刺激器所释放电流的参数有密切关系;为了能够在生物实验中寻找到刺激效果最佳的电流参数,设计论述了一种以低功耗CC2430微控制器为核心的微刺激器方案;低功耗CC2430的ZigBee无线通信协议是无线微刺激器电路系统的关键技术,结合双相恒流源能够对特定肌肉释放不同的刺激波形、幅度与频率的刺激电流;通过调节各种关键参数,应用这种微刺激器能够生成生物实验中所需要的双相脉冲波形。

MEMS微拾振器制备工艺研究

采用微机电系统(MEMS)技术制作了悬臂梁式压电微拾振器,该技术主要包括:sol-gel法制备PZT压电膜、干法刻蚀、湿法化学刻蚀、UV-LIGA等工艺。研制的拾振器悬臂梁结构尺寸为:长2000μm,宽600μm,硅膜厚度12μm,PZT压电膜厚1.5μm,Ni质量块长600μm、高500μm。测试表明其固有频率为610Hz,适合低频振动源环境的应用。在1gn加速度谐振激励下,电压输出达562mV。

基于狄恩流的微混合器的研究

所设计的微混合器是一种基于狄恩流的被动式混合器,该混合器的结构特点是由多个不同半径的弯曲管道双螺旋而成,中部通过"S"形管道将输入管道和输出管道相连。首先分析了狄恩流形成的机理及特点,再通过流体计算软件CFD-ACE+三维模拟并分析了不同流速对二次流强弱以及混合程度的影响,最后利用微细加工技术制作微混合器,罗丹明B溶液与去离子水用作待混合液体,利用Image J软件获取混合图像的灰度值来分析混合器的性能。

压电微能量采集器PZT厚膜制备及其图形化研究

采用环氧树脂作为中间层的真空键合技术实现体材PZT与硅片键合,再利用机械化学抛光方法将PZT减薄到适当的厚度制备了PZT铁电厚膜,构成了SiO2/Si/SiO2/Epoxy/Ag/PZT/Cr/Cu形式的压电能量采集器悬臂梁结构。基于半导体光刻技术,通过湿法化学刻蚀和切片两种方法实现了PZT厚膜图形化问题,为基于体材PZT厚膜的高性能压电能量采集器的研制打下了良好的基础。

液相法制备取向ZnO纳米线阵列的场发射特性(英文)

采用水热合成工艺,在不同条件下制备了不同的一维取向ZnO纳米线阵列样品.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)对样品的晶体结构和形貌等进行了表征,对样品的场发射特性进行了分析和比较,并用Fowler-Nordheim方程对影响ZnO纳米线场发射的因素进行了研究.结果表明,具有较低生长密度分布、较高的长径比和较尖锐生长端的ZnO纳米线阵列样品具有较好的场发射特性.

基于新型DNA金属化工艺银纳米线的制备

随着DNA金属化工艺逐渐发展,以DNA为模板进行金属纳米线的制备,使得生物与微细加工技术的结合变得可能.我们将DNA模板金属化工艺加以改进,利用半导体材料——硅作为样品衬底,并在硅片上利用Parafilm疏水膜斜向拉伸排列DNA分子,采用化学还原反应,成功地进行了银纳米线的制备.改进后的金属化工艺对DNA分子金属化程度较好,而且制备出了金属纳米网状结构.基于DNA构筑复杂纳米图形的实现,进行相关的金属化,有望构筑纳米集成电路。

真空沉积掺杂制备PARYLENE功能薄膜研究

本文介绍了高分子材料PARYLENE的真空沉积机理及其优越性和不足。提出了一种在PARYLENE真空沉积过程中引入机械掺杂制备具有特定功能的PARYLENE高分子薄膜的方法并给出了掺杂试验设备设计方案。最后提出了影响机械粉体掺杂效果的几个因素。

Parylene薄膜及其在MEMS中的应用

介绍了聚合物Parylene,包括其制备工艺和Parylene薄膜的图形化。着重介绍了Parylene在微流体系统的应用,包括微阀、微泵和微通道;在可植入微系统中的应用,包括人工耳蜗和视网膜假体。近来的研究表明,基于Parylene的MEMS微器件广泛应用在各种MEMS微结构、微传感器和微驱动器上,Parylene在各种完全集成微系统应用中将具有更加诱人的前景。

用于药物传输的MEMS平面金属微针

介绍了传统给药方式的局限性、微针应用于新的药物传输方式——透皮给药的优点以及微针的特点,并提出了一种基于微机电系统技术制作同平面金属微针的方法.采用该方法可制备实心微针和空心微针.这两种金属微针均采用电镀技术制作,既降低了成本又提高了微针的强度.微针为楔形,边缘比较光滑,针尖有较锋利的尖端,改善了刺入皮肤的效果;针体长度400μm,厚度50μm,其中空心微针中的微流道宽度为50μm.此类微针便于改变尺寸以满足不同的需要.用该微针进行了刺入鼠皮的实验,验证了该微针刺入皮肤的有效性.

超声液体环境下压电式振动能量采集的研究

针对在液体环境下工作的器件不利于直接供能这一难题,制作了一种可在液体环境下工作的振动能量采集器,采用压电悬臂梁结构在液体环境中采集水中的超声能量,在32 kHz超声频率激励下,最高获得了5.04 V的输出电压。通过改变超声波与悬臂梁的相对方向及液体盐分质量分数,发现能量采集器在超声液体环境下工作的发电效率随盐分质量分数的增加而减小;在当悬臂梁与超声换能器平面的夹角为45°~60°时,能量采集器的发电效率最高。

应用于等离子体显示器的铝电极及其介质层制备研究

提出用铝取代银作为寻址电极,氧化铝取代玻璃粉作为其上介质层的新型等离子体显示器(PDP)电极单元,对单项工艺进行了优化,并形成了完整可行的整体工艺路线,有望为PDP生产成本的降低提供一条新的技术途径。选用非连续磁控溅射和光刻-刻蚀工艺制备铝电极,阳极氧化工艺制备氧化铝介质层。用扫描电子显微镜对铝膜、氧化铝介质层及电极单元的整体形貌进行了表征;分别对所制备的铝电极的导电性能和氧化铝介质层的耐击穿性能进行了测定,结果表明在优化的实验条件下铝电极电阻率可以达到5.0×10-8Ω·m,氧化铝耐击穿强度大于100 V/μm,完全可以满足实际应用的技术要求。

SU-8胶光刻工艺参数优化研究

对基于SU-8胶的UV-LIGA技术进行了工艺优化,研究了光源波长和曝光时间对SU-8胶成型的影响。结果表明,光刻胶表面线宽变化随曝光时间增加先减少后增加,有一个极小值;侧壁角度先增加后减少,有一个极大值。通过优化光源波长、曝光时间以及显影时间三个主要工艺参数,可以获得侧壁角度为90.64°正角的300μm厚光刻胶微结构和侧壁角度为89.98°近似垂直的500μm厚光刻胶微结构。

图像处理方法在焊缝自动跟踪系统中的应用研究

以基于视觉传感器的焊缝自动跟踪系统为研究对象,论述了相应的焊缝图像处理方法,有效地消除了焊接过程中的飞溅和弧光对焊缝图像的干扰。主要包括转灰度图、图像滤波、图像分割、图像边缘检测、图像细化以及HOUGH变换等。其中采用卷积滤波和中值滤波相结合的方法,提高了中值滤波能力和处理速度;采用Sobel算子,较好地保留了焊缝图像的边缘。并将这些方法综合应用成功地识别出焊缝的两条边缘,进而提取出焊缝中心,并仿真出焊枪在纠偏过程中的运动轨迹。试验表明方法处理效果好,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。

可植入眼压微传感器

对眼压进行长期、连续和实时的监测对于提高青光眼的诊治水平具有重要的意义。可植入眼压微传感器能够实现对眼压的长期连续监测。总结了国内外的可植入眼压微传感器技术;归纳了不同种类的可植入眼压微传感器的工作原理,并对不同的可植入眼压微传感器技术进行分类和比较;讨论了可植入眼压微传感器的各技术模块。