一种交叉式圆形MEMS热电堆红外探测器

微电子机械系统(MEMS)热电堆红外探测器是非接触测温仪、光谱仪、气体传感器等现代信息探测系统的核心工作器件。研制了一种交叉式排布的圆形热电堆结构,其热偶条形状由传统矩形调整为直角梯形以降低探测器电阻,热端通过交叉式排布延伸至中心温度集中区,同时增大冷端欧姆接触面积并覆盖反射层以降低冷端温度,有效地增大了冷热端温度梯度。测试结果显示,优化后的交叉式圆形MEMS热电堆探测器距黑体辐射面3 cm处响应电压为22.673 mV,响应率为47.5 V/W,探测率为1.01×10^(8)cm·Hz^(1/2)·W^(-1),相对于传统圆形热电堆探测器的18.649 mV、39.1 V/W和0.852 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)分别提升了21.57%、21.48%和18.5%。给出了热电堆探测器结构设计、仿真结果、制作工艺以及测试结果,为热电堆红外探测器的优化设计提供了参考。

高长宽比金属铝热偶条的制备

金属铝因其与多晶硅具备良好的塞贝克系数差且成本低在红外热电堆中常用作热偶条,热偶条制备在MEMS工艺流程制备中至关重要,其结构形貌对热电堆性能有很大影响。为研究不同制备方法对铝热偶条的形貌及性能影响,本实验采用金属刻蚀工艺、剥离工艺进行热偶条制备,调整溅射功率、光刻胶厚、曝光剂量、超声功率等参数对制备工艺进行优化,通过共聚焦显微镜、扫描电子显微镜及台阶仪表征形貌,半导体分析仪表征电阻值。实验表明:通过ROL-7133负胶,前烘1 min 30 s,曝光剂量85 mj/cm,中烘1 min 40 s,显影48 s,采用金属剥离工艺制备得到了宽度3μm,厚度0.4μm的高长宽比金属铝热偶条,且整体形貌良好,器件电阻值符合要求。

一种双端排布热电堆结构设计与仿真优化

微机电系统(MEMS)红外热电堆是光谱仪、气体传感器、远程温度传感器等现代信息探测系统的核心工作器件,较高的表面利用率和响应度以及更简易的制备工艺将是未来该类器件制造技术的发展趋势。分别采用热偶条双端对称排布、取消红外吸收区、扩大冷端欧姆接触面积、支撑膜边缘开通绝热槽、充分发挥氮化硅钝化与红外吸收双功能作用等设计理念,对热偶条温差分布进行优化,研究热电堆性能的变化规律。采用ANSYS Workbench有限元分析软件对器件进行仿真发现:当传感器设计尺寸为1.5 mm×1.5 mm×0.3 mm,有效面积为1.21 mm^(2),绝热槽为1.1 mm×20μm时,双端开槽的热电堆探测器在具备更低制备成本的同时表现出最优性能。通过与普通双端热电堆性能进行仿真对比,发现绝热槽的引入使得探测器输出电压提升88.5%。这为未来温度传感器的设计制造提供了新颖的思路。

软件注册机制研究

通过提取计算机的硬件标识实现了对软件一机一码的注册机制,并且从破解者角度指出在设计注册机制时应该注意的事项,从而能有效的保护了注册机制代码不易被破解,实践表明,该注册机制是可行的。

RIE反应离子刻蚀氮化硅工艺的研究

氮化硅在红外热电堆中既充当钝化隔离层又充当红外吸收层,其薄膜刻蚀在MEMS工艺中至关重要。采用RIE-10NR反应离子刻蚀机以SF6为主要刻蚀气体,通过改变氧气流量、射频功率、腔室压强对氮化硅薄膜进行刻蚀实验。通过台阶仪及共聚焦显微镜表征刻蚀形貌、速率及刻蚀均匀性。实验表明,在SF_(6)流量为50 sccm,O_(2)流量为10 sccm,腔室压强为11 Pa,射频功率为250 W的条件下,氮化硅刻蚀速率达到509 nm/min,非均匀性可达2.4%;在同样条件下,多晶硅的刻蚀速率达到94.5 nm/min,选择比为5.39∶1。

圆形热电堆红外探测器的结构优化与仿真分析

为了研究采用热电堆原理制作的红外探测器输出电压与关键结构尺寸之间的影响关系,获得高输出电压,提出一种基于圆形结构的微机电系统(MEMS)热电堆红外探测器,以红外探测器结构尺寸1.8 mm×1.8 mm×0.35 mm,空腔尺寸Ф1.2 mm为建模仿真的研究基础,对红外探测器进行建模,通过改变吸收层覆盖面尺寸、热偶条对数、冷端长度、有无刻蚀规则孔等关键结构尺寸参数,对红外探测器进行热电仿真和热路径分析,最终确定最优红外探测器仿真结果,仿真结果表明,通过改变热电堆红外探测器关键结构尺寸参数,使得设计的红外探测器输出电压值达到125.08μV,与传统四端梁结构比较,极大地提高了红外探测器的输出电压。

计算机在风力发电领域中的应用

作为能源需求大国,伴随着传统化石燃料的逐渐枯竭,我国的能源安全面临着巨大的挑战。而风力发电清洁可再生的优势使其在能源开发领域具备巨大的发展潜能,不仅于此,借助现代科学技术的辅助,一方面我国的能源短缺问题能够得到有效解决,另一方面,风力发电的高能源转化率也能够为我国创造巨大的经济效益。本文根据目前风力发电领域的现状,系统分析计算机应用技术在风力发电领域的运用。