微机械加速度计内部噪声影响的对比分析

以一种新型的梳状栅电容结构微机械加速度计为研究对象,对比分析机械热噪声和量子噪声对其检测精度的影响。研究结果表明,当微机械加速度传感器的结构尺寸接近纳米尺度时,在一定的温度条件下,量子噪声取代了机械热噪声成为影响加速度传感器自身噪声性能的主要因素,且量子噪声等效加速度大于机械热噪声等效加速度的温度临界点随着器件结构尺寸的减小而增大。

悬臂梁式硅纳米谐振器的量子压缩效应

分析了厚度分别为12nm和38.5nm的悬臂梁式硅纳米谐振器内由海森堡不确定原理所决定的零点位置不确定度,分析结果表明,零点位置不确定度与悬臂梁的厚度和宽度成反比、与悬臂梁的长度成正比,12nm厚的悬臂梁其零点位置不确定度为4.1×10-3 nm。结合参量泵量子压缩技术,分析了不同厚度的悬臂梁式硅纳米谐振器的量子压缩系数与器件结构尺寸、温度、泵激电压之间的关系,结果显示,量子压缩系数与温度成正比、与泵激电压成反比。当温度为0.01K、泵激电压为4V时,12nm厚的悬臂梁式硅纳米谐振器的量子噪声降低了26.56dB。该项研究有助于提高极薄悬臂梁式硅纳米谐振器在量子噪声影响下的极限检测精度。