微纳电极阵等离子体微系统

发现微纳尺度结构效应能调控电荷分布,在空间中激励形成极化带电场,极化带电场中原子、分子间相互作用的特异性产生了极化带效应。设计产生极化带效应的微纳电极阵结构,通过非硅微/纳加工技术集成形成微纳电极阵等离子体微系统(NPMEMS),NPMEMS可集中或分布式地调控物质状态、产生极化带等离子体,利用其特殊的理化性能可大幅提高应用系统效率,或解决多个领域中应用技术的机理性难题。

抗地震用建筑结构钢的显微组织及成分设计

地震波谱分析表明 ,地震区建筑结构用钢受震时的主要失效形式是高应力低周疲劳损伤和断裂。提高建筑结构钢的抗震性 ,应在保证钢材具有较高强度的同时 ,提供其塑性和韧性。低碳微合金铁素体晶粒超细化钢、双相钢和低合金相变诱发塑性钢都具有良好的抗震性。本文对钢的抗震性、显微组织和成分设计进行了简要阐述。

60Si2 Mn钢中(BF+A_R)显微组织的形成规律及其力学性能

研究了 60Si2Mn钢经等温处理后的显微组织和力学性能。试验结果表明 ,钢中具有簇条状贝氏体铁素体 (BF)与其间的残留奥氏体 (AR)显微组织 ,可以获得良好的综合力学性能。 60Si2Mn钢经过 90 0℃奥氏体化后 ,在 380～ 4 2 0℃等温适当时间空冷到室温后 ,可以获得约 ( 80 %BF +2 0 %AR)的显微组织 ,其抗拉强度σb≈ 12 0 0MPa ,伸长率δ10 ≈ 2 5 %,并对其形成规律进行了讨论。

基于金刚石薄膜的微间隙室制备

采用金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层是一种新型的微间隙室（MGC）结构。该文详细介绍和讨论了采用常规的微细加工工艺制备基于金刚石薄膜介质层的MGC的制备技术，其典型结构为阳极微条宽20μm，微条间隔180μm，器件探测区面积为38mm×34mm。采用热丝CVD法制备的金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层，厚7～8μm，具有（100）晶面结构。金刚石的刻蚀采用反应离子刻蚀，Cr作掩膜，O2和SF6为刻蚀气体，刻蚀速率为79nm／min，与Cr的刻蚀比约为20：1。实验结果表明，采用的微加工结合自套准工艺可很好地解决金刚石薄膜的制备、图形化及金属阳极电极与金刚石薄膜的相互套准等金刚石薄膜的可加工性及兼容性问题，并制备出采用金刚石薄膜作为电极间绝缘介质层的新型MGC结构。

碳纳米管在混合电场下的运动规律及应用研究

根据介电电泳理论关于碳纳米管在电场下的运动规律,对直流和高频电场驱动下影响碳纳米管运动的因素进行了实验对比,讨论了电压、频率、电极间距、挥发时间和溶剂种类等因素。直流和高频电场对碳纳米管的取向排布和杂质分离效果有不同影响,两者都不能完全解决近电极区域碳纳米管和杂质的分离,在综合了两种方法的特点基础上发展了直流和高频电场混合操纵碳纳米管的方法,得到碳纳米管取向分布以及与杂质分离的效果。

一种新型的电离式MEMS气体传感器

实现了一种新型的电离式MEMS气体传感器,即线性阻抗电离式MEMS气体传感器。该传感器创新地采用了电导率而不是常用的击穿电压来检测不同的气体成分,这样可以避免高电压对器件的影响,提高器件工作状态的可重复性和稳定性。该器件在低压条件下不同气体组分中进行气体放电实验,测出了不同的伏安特性曲线和电导率值,从而证实了该器件的气体传感特性。

碳纳米管在MEMS微电极中的应用研究

采用丝网印刷技术,将配制好的碳纳米管浆料涂敷到金属衬底上,形成碳纳米管薄膜,用四探针仪及表面轮廓仪分别测量了薄膜的方块电阻和表面粗糙度.结果表明,将碳纳米管球磨1 h,以质量比10%～12%与有机溶剂混合配制成浆料,丝网印刷后在真空烘箱内加热至100℃,干燥1 h,最后350℃烧结40 min,所获得的碳纳米管薄膜具有较好的导电性和较平整的表面.根据测量结果,优化了工艺参数,并结合微细加工技术获得了碳纳米管MEMS微电极.

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。

微型色谱柱制备及其GC谱线分离性能的优化

基于激光刻蚀加工技术设计并制备了新型蛇形沟道布局微型色谱柱芯片,采用硅材料衬底刻蚀加工,设计并制备了不同沟道布局的微型色谱柱,并对混合组分进行分离分析。选取成本较低、加工周期较短的紫外激光刻蚀进行微型色谱柱制备,并针对实验得到的色谱图存在的重叠峰问题,利用连续小波变换提取色谱重叠峰的特征点,构建反映重叠峰前肩峰、后肩峰、峰高的特征变量,将峰高、峰宽和峰位作为模型输入,子峰面积作为模型输出,提出基于反向传播(BP)神经网络的CW_TBP网络构建其映射关系,算法能够明确识别出7个重叠峰子峰,最终误差在0.05以内,拟合度在0.97以上,表明该方法可以对重叠峰进行高精度的识别。

一种硅基MEMS电离式气体传感器

在室内环境控制领域,对作为信号转换反馈节点的气体传感器提出了2大挑战:一是气体浓度变化范围大;二是许多具有相似化学性质的不同气体混合物难于快速辨识。为解决上述难题,文中提出了一种兼容微电子机械系统(micro-electromechanical systems,MEMS)制造工艺的、带有微纳米功能结构硅材料的电离式气体传感器,并且在含有乙醇和丙酮等挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)的环境下进行了传感器响应特性测试。实验结果表明,该传感器在接近饱和蒸气压的极端环境下依然表现出快速恢复的能力。

快速响应的微型色谱柱及GC谱线拟合方案

采用激光刻蚀技术加工1 mm厚硅双面抛光片实现了蛇形沟道布局的微型色谱柱嵌刻基底,经涂覆固定相、封装后加工制作成新型嵌刻基底的微型色谱柱。该工艺具有加工周期短、成本低的优势。该新型色谱柱在甲醇与二氯甲烷的混合物的分离实验中能够快速响应,二氯甲烷和甲醇的保留时间分别为0.943 min和4.547 min。针对气相色谱(GC)谱线存在的色谱重叠峰问题,采用Nelder-Mead算法进行高斯曲线拟合,选择MATLAB函数通过迭代找到最优解,该算法结构简单,能够分离出清晰的高斯峰。该拟合方案对双高斯峰的重叠色谱图拟合度达到0.977,误差率为2.482%。

低温常压等离子技术在肿瘤学中的应用

等离子医学是研究等离子技术在医学领域应用的一门新兴科学。简述低温常压等离子技术,着重介绍其在肿瘤学中的应用。在肿瘤学领域中,等离子技术通过直接处理肿瘤细胞,产生大量活性物质引起肿瘤细胞的凋亡、坏死和自噬,从而发挥对肿瘤组织的直接致死性作用;等离子技术也可通过活化液体,使活化液体具备细胞毒性作用,从而发挥对肿瘤组织的间接致死性作用;同时等离子技术也具有诸多对肿瘤组织的非致死性作用;此外等离子技术也可参与构建化疗药物的缓释系统,协助药物跨生物膜转运,与传统化疗药物产生协同抗肿瘤的作用等,在肿瘤药物学领域发挥重要作用。