基于微振动台的传感器位置偏移检测与自校准系统设计

MEMS传感器放置位置的准确性对部分高精密系统的精准检测至关重要。据此提出一种基于微振动台的传感器位置偏移检测与自校准系统。并采用MPU6050模块实验论证器件位置偏移对其输出性能的影响。为了实现器件位置偏移定量检测与校准,建立基于MEMS微振动台的传感器位置偏移检测与自校准模型,利用有限元软件仿真分析传感器位置偏移对器件输出性能的影响。仿真结果表明:当传感器在微振动台中心位置时,器件灵敏度和电容分辨率分别提高了1.31%和1.25%。放置偏移后,器件灵敏度和电容分辨率呈现线性下降,通过建立器件位置偏移与输出性能下降的对应关系,为后续的信号处理算法补偿传感器输出结果,实现器件性能校准提供了一种便捷实用的设计方案。

基于电磁诱导透明的人工表面等离激元片上传感器(特邀)

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)效应,并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性,发现片上类EIT效应的传感工作机理主要是利用暗模谐振器内部的强局域化电场对周围介质的敏感程度,能够反映到EIT特征频率的偏移量和谐振幅度的变化。进一步地,详细仿真了待测物的折射率、正切损耗、厚度、半径等参数变化对EIT透明窗口的响应规律,发现该片上传感器在1.26~1.79折射率变化范围下的灵敏度可达1.12 GHz/RIU,传感品质因数值为5.45。实验中通过对三种食用油进行传感测量,验证了所提出的基于类EIT效应的片上传感器具有高灵敏度、无标记检测和实验灵活的特点。

提高单层GeSe对H_(2)O气体传感性能的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,通过在单层GeSe上施加双轴向应变、外加电场、掺Ag等途径来探索提高单层GeSe对H_(2)O分子传感性能的有效方法,并从微观角度阐明内在机理.计算结果表明,-1.0 V/的外加电场能有效降低H_(2)O分子在单层GeSe的吸附能并使二者之间的电荷转移量增加11倍,显著提高了单层GeSe对H_(2)O分子的响应速度和敏感性.研究结果为进一步设计并制成二维GeSe基湿度传感器提供了理论依据.

双轴向应变对单层GeSe气体传感特性的影响

采用第一性原理计算方法,通过在吸附了H2,H2O,CO,NH3,NO,NO2等气体分子的单层GeSe上施加–8%—8%的双轴向应变,从微观角度阐明应变对吸附体系电子性质的影响及其内在机理.计算结果表明,对于CO,NH3和NO气体分子在–8%—8%,以及NO2分子在–8%—6%的双轴向应变范围内,单层GeSe具备成为气体传感器的应用潜力.较大的压缩应变(–6%—–8%)有助于提高单层GeSe对CO和NO气体的响应速度和敏感性.