基于压膜阻尼效应的纳米振动传感光机系统设计

原子力显微镜(AFM)在微纳成像、测量等领域有着举足轻重的作用,然而振动引起的噪声对其成像和测量有较大影响。为减小振动影响,采用双测头差分的方法进行测量成像,而双测头测量系统中测振测头需满足小型化的需求。因此,提出一种基于压膜阻尼效应的纳米振动传感光机系统,旨在满足该需求。通过对系统的光路与结构进行设计,实现系统的小型化,并且仿真验证了设计的合理性。在此基础上,搭建实物进行实验,测量系统的底噪、灵敏度、带宽等参数,以验证理论分析的正确性。实验结果表明:测头部分的尺寸仅为25 mm×40 mm×40 mm,系统的底噪低于150 fm/√Hz,灵敏度为1823 nm/V,带宽为705 Hz,分辨率为0.8 nm。本系统可实现对于AFM测头纳米级的振动测量,为AFM的振动噪声测量提供了一种方法,并且为实现AFM测头微型化提供了参考。

MOEMS倾斜下电极光开关的空气压膜阻尼效应

从基于微机械光电系统(MOEMS)的倾斜下电极扭臂式光开关出发, 求解雷诺方程, 得到空气压膜阻尼系数和阻尼力矩的分析公式. 通过求解动力学方程, 给出空气压膜阻尼效应对于光开关响应时间的影响.

建筑结构抗压性能分析

建筑结构的稳固性和抗压性是保证一栋建筑是否安全、长久使用的保障。在一些灾害,例如地震、火灾和爆炸的作用下,建筑结构的稳定性受到局部破坏而造成整体性崩塌的现象时有发生。由于现实中有大量案例存在,许多研究者关于建筑结构的负荷性能的研究一直在进行,目的是为了增加建筑的负荷性能。尤其是建筑结构中局部支撑物,如板柱结构和钢框架结构的实验和研究等,本文基于此开展抗压性能研究。

宽幅度摩擦力控制触觉再现系统

触觉再现能够表达虚拟物体的表面特征,提高虚拟现实系统的真实感,因而成为人机交互领域内的研究重点。本文将空气压膜效应与电磁激励相结合,提出一种新颖的摩擦力控制触觉再现方法,并研制一种宽幅度摩擦力控制触觉再现系统,其中电磁激励用于增加摩擦力控制范围。经过一系列触觉感知实验验证了本系统的有效性,实验结果表明本文提出的方法相对于传统的摩擦力控制方法可以实现更宽泛的摩擦力系数控制。

基于摩擦力控制的触觉再现系统研究

作为新兴的人机交互技术,触觉再现技术能够再现虚拟物体的表面特性,提高虚拟现实系统的真实性。在目前现有的触觉再现技术中,基于摩擦力控制的触觉再现技术能够实现连续的、精细的纹理触觉再现,已成为触觉再现领域的一个研究热点。因此,设计一套基于摩擦力控制的触觉再现系统就显得尤为重要。基于此,文中利用空气压膜效应原理,设计了一套基于摩擦力控制的触觉再现系统,该系统能够实现虚拟纹理的触觉输出。文中首先描述了空气压膜效应的产生机理,然后详细讲述了该触觉再现系统的整体构成,最后,通过一系列的触觉感知实验验证了该系统的有效性。

微加工静电排斥驱动器特性分析

基于非均匀电场可产生静电排斥力的原理,设计制造了单元尺寸为300μm的MEMS静电排斥型离面驱动器。此驱动器不受静电吸合效应的限制,行程较传统静电吸引型驱动器有显著提高。利用表面硅工艺完成了该驱动器的加工。为研究静电排斥型驱动器的动态响应特性,建立了该驱动器的等效模型并利用数值计算方法分析了驱动器的压膜阻尼特性和幅频特性。采用白光干涉仪对微驱动器进行了静态和动态测试,测试结果表明,所设计的MEMS静电排斥驱动器在100V的电压下实现了2.1μm的驱动位移,工作带宽为2kHz,具有较快的响应速度。

MEMS穿孔板微执行器动态Pull-in特性分析

本文基于穿孔板静电微执行器的基本模型,在忽略和考虑压膜阻尼效应的两种情况下,采用能量法推导了静电微执行器的动态Pull-in参数公式,并结合ANSYS软件得到动态Pull-in参数的仿真值。通过对比两种情况下的Pull-in电压和Pull-in位移,得出了阻尼比变化对动态Pull-in参数的影响。结果表明,压膜阻尼效应会增大Pull-in电压、减小Pull-in位移;当阻尼比大于0.4,动态Pull-in电压值将与静态Pull-in电压值一致;当阻尼比大于0.5,动态Pull-in位移值将与静态Pull-in位移值一致。

RADIATION EFFECT ON FLUORINATED SiO_2 FILMS

A systematic investigation of γ radiation effects in gate SiO2 as a function of thefluorine ion implantation conditions was performed. It has been found that thegeneration of interface states and oxide trapped charges in fluorinated MOSFETsdepends strongly on implantation conditions. The action of F in oxides is theconjunction of positive and negative effects. A model by forming St--F bonds tosubstitute the other strained bonds which easily become charge traps under irradiationand to relax the bond stress on St / SiOZ interface is use'd for experimental explanation.