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立体微型器件的微制造技术及其在微机电系统(MEMS)的应用 被引量：8
1
作者 李敬锋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期657-664,共8页
综述了近年来与微型机电系统（MEMS）相关的材料微制造和微加工技术的最新研究进展.重点介绍了如何利用硅晶片作为微型模具来制备压电陶瓷和热电材料的微型柱状阵列结构和反应烧结碳化硅微型转子等微制造技术,并展望了材料微制造技术在... 综述了近年来与微型机电系统（MEMS）相关的材料微制造和微加工技术的最新研究进展.重点介绍了如何利用硅晶片作为微型模具来制备压电陶瓷和热电材料的微型柱状阵列结构和反应烧结碳化硅微型转子等微制造技术,并展望了材料微制造技术在研制微型医疗器件和微型移动能源方面的应用前景. 展开更多
关键词 立体微型器件 微制造技术 微机电系统 mems 碳化硅 微柱阵列 硅模工艺 压电陶瓷 微型转子 热电器件
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一种低频高灵敏度压电MEMS声接收器设计 被引量：2
2
作者 王登攀 黄晶 +7 位作者 赵德锋 王飞 王露 刘文怡 苗晋威 张立宇 袁宇鹏 胡义东 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期28-31,58,共5页
为了提高低频段的灵敏度,基于ScAlN薄膜设计了一种开缝式低频高灵敏度MEMS声传感器结构,并分析了开缝数量对谐振频率和电压输出的影响规律。制作微机电系统(MEMS)声接收器样品,当谐振频率为29.3 kHz时,在20~30 kHz内测得其最高灵敏度高... 为了提高低频段的灵敏度,基于ScAlN薄膜设计了一种开缝式低频高灵敏度MEMS声传感器结构,并分析了开缝数量对谐振频率和电压输出的影响规律。制作微机电系统(MEMS)声接收器样品,当谐振频率为29.3 kHz时,在20~30 kHz内测得其最高灵敏度高于-60 dB,说明所提出的开缝式结构能在低频段实现高灵敏度。 展开更多
关键词 压电薄膜 微机电系统(mems) 声接收器
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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
3
作者 谢海鹏 曹云 +3 位作者 孔啸宇 朱恒伯 陈旺生 席占稳 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期142-150,共9页
为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型... 为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型,并进行了有限元仿真。搭建MEMS电热驱动器温度特性试验平台,将恒定电压激励下的驱动器温度响应试验结果与电-热-流-固多场耦合模型以及传统传热模型仿真结果进行对比分析,结果表明:相较于基于恒定对流换热系数及经验公式的模型,采用电-热-流-固多场耦合模型得到的结果准确性更高,稳态温度分布误差在0.8%~7.6%之间;驱动器各表面的对流换热系数分布不均匀;对流换热系数在上表面、下表面及竖直壁面分别呈现先下降后上升、上升以及先上升后下降的趋势,但在3个特征面上对流换热系数几乎同时达到稳态,此时驱动器温度也达到稳态。基于空气对流换热不均匀特性,所获得的电热驱动器温度特性为MEMS电热驱动器在微机电系统中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 电热驱动器 温度特性 对流换热 电-热-流-固 微机电系统(mems)
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考虑边缘效应的静电驱动MEMS振子非线性振动定性研究
4
作者 李佰洲 韩建鑫 +1 位作者 黄仪 崔良玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的... 应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的静态分岔特征,推导并定义了无量纲临界立方刚度、一次吸合电压和二次吸合电压;然后,应用多尺度方法得到了系统的频响函数,定义了小幅振动频响软硬特性转换的无量纲临界电压;最后,结合动态吸合条件与软硬转换临界控制方程,讨论了系统的主共振以及阱间跳跃的动态规律。该研究对于定性掌握静电驱动MEMS振子的静动态吸合及主共振响应规律具有理论及工程参考价值。 展开更多
关键词 微机电系统(mems)振子非线性振动 分岔 吸合 边缘效应
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压电式MEMS水听器振膜结构的幅频特性检测研究
5
作者 宋辰阳 李建友 +1 位作者 李冠华 李根梓 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期319-325,共7页
介绍了一种使用反射式数字全息显微镜检测压电式MEMS水听器中振膜结构幅频特性的方法。首先采用光学方法测量得到水听器上振膜结构的静态形貌,再利用压电材料的逆压电效应对压电薄膜施以一定区间频率的电激励,经数字全息显微镜表征动态... 介绍了一种使用反射式数字全息显微镜检测压电式MEMS水听器中振膜结构幅频特性的方法。首先采用光学方法测量得到水听器上振膜结构的静态形貌,再利用压电材料的逆压电效应对压电薄膜施以一定区间频率的电激励,经数字全息显微镜表征动态三维形貌,记录振膜在不同频率下的动态响应情况,以获得其特征频率、特征频率处的振型等关键信息。试验结果表明,该方法能较好地表征振膜结构的静态形貌、特征频率、振型等特性,有助于加速压电式微机电系统(MEMS)水听器的迭代开发。 展开更多
关键词 微机电系统(mems) 压电水听器 振膜结构 数字全息显微镜 幅频特性
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微机电系统(MEMS)磨损的分形分析 被引量：5
6
作者 熊翔 周焱 朱建新 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期63-66,共4页
基于M-B分形磨损模型,建立微机电系统(MEMS)表面磨损率与分形维数之间的关系,对MEMS表面的磨损规律与表面特性进行相关分析。结果表明,分形维数对MEMS表面磨损率的影响具有一定的规律性,当分形维数在某一范围时,磨损率随着分形维数的减... 基于M-B分形磨损模型,建立微机电系统(MEMS)表面磨损率与分形维数之间的关系,对MEMS表面的磨损规律与表面特性进行相关分析。结果表明,分形维数对MEMS表面磨损率的影响具有一定的规律性,当分形维数在某一范围时,磨损率随着分形维数的减小而迅速增大;当分形维数为1.5时,磨损率达到最小值。当分形维数一定时,磨损率随着尺度系数、磨损概率常数的增大而增加,随着MEMS材料性能参数的增大而减小。当其它影响参数保持一定时,磨损率随着MEMS表面接触面积的增大而增加。 展开更多
关键词 微机电系统(mems) 磨损 分形 磨损率
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微机电系统(MEMS)促进测量学发展 被引量：6
7
作者 黄俊钦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期107-110,共4页
本文从纳米、超微角位移测量 ,及力学、声学、医学测量诸方面说明 MEMS促进测量学的发展。通过所举范例 ,可以看出MEMS在各方面促进测量学发展及其深远的科学意义。其中超微角位移测量的构想以往资料未见 。
关键词 微机电系统 mems 微量学 纳米测量 超微角位移测量
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《微机电系统(MEMS)》专题文章导读 被引量：2
8
作者 吴一辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期117-117,共1页
关键词 mems 微机电系统 三维制作 设计理论
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微机电系统(MEMS)的干涉测量方法的研究进展
9
作者 吕捷 王鸣 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期4-6,共3页
目前大量的机械系统中应用了微电子机械设备 ,从而对微机电系统 (MEMS)的测量提出了新的要求。
关键词 微机电系统 mems 干涉测量 测量方法 激光干涉 光干涉平台
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微机电系统关键技术及其研究进展 被引量：26
10
作者 张冬至 胡国清 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期513-520,共8页
微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上兴起的一个多学科交叉的前沿领域,集约了当今科学技术发展的许多尖端成果,在汽车电子、航空航天、信息通讯、生物医学、自动控制、国防军工等领域应用前景广阔。该文介绍了微机电系统发展的背景... 微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上兴起的一个多学科交叉的前沿领域,集约了当今科学技术发展的许多尖端成果,在汽车电子、航空航天、信息通讯、生物医学、自动控制、国防军工等领域应用前景广阔。该文介绍了微机电系统发展的背景与基础理论研究,综述了微机电系统所涉及的器件设计、制作材料、3大加工工艺(硅微机械加工、精密微机械加工与光刻、电铸和注塑(LIGA)技术)、微封装与测试等关键技术,总结了微机电系统在微纳传感器、微执行器、微机器人、微飞行器、微动力能源系统、微型生物芯片等方面的典型应用,最后指明了MEMS技术的发展趋势,有望在近几十年将大量先进的MEMS器件从实验室推向实用化和产业化。 展开更多
关键词 微机电系统 微机械加工 微传感器 纳米制造 聚合物微机电系统(mems)
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微机电系统科学与技术的现状研究 被引量：6
11
作者 黄志奇 杜平安 卢凉 《机械设计》 CSCD 北大核心 2003年第11期4-6,19,共4页
概述性地介绍了微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem———MEMS)的定义及其特点。从理论基础、技术基础和应用研究三方面阐述了MEMS的主要研究内容。简要介绍了MEMS的基本加工技术,实际应用情况以及国内外MEMS的研究发展现状。
关键词 微机电系统 加工技术 微传感器 细微加工 LIGA mems
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微机电系统测试技术及方法 被引量：14
12
作者 李智 王向军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第1期37-44,共8页
微机电系统 (MEMS)测试技术及方法是MEMS设计、仿真、制造及质量控制和评价的关键环节之一 ,本文对MEMS测试技术及方法所涉及的微机械量、微几何量、微材料特性以及系统综合参数与性能的测试技术及方法进行了讨论。重点介绍了光学及光... 微机电系统 (MEMS)测试技术及方法是MEMS设计、仿真、制造及质量控制和评价的关键环节之一 ,本文对MEMS测试技术及方法所涉及的微机械量、微几何量、微材料特性以及系统综合参数与性能的测试技术及方法进行了讨论。重点介绍了光学及光电检测技术在微机电系统检测中的应用 ,对计算机微视觉检测技术在微机电系统检测中的应用进行了探讨。 展开更多
关键词 微机电系统 mems检测技术 光电检测 计算机视觉检测
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微机电系统科学与技术发展趋势 被引量：32
13
作者 王立鼎 刘冲 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期505-508,共4页
阐明了微机电系统 (MEMS)的学科内涵与应用范畴 .着重介绍了国外MEMS的研究情况 .研究表明微尺度下一些物理现象与宏观世界的存在差别 ;论述了LIGA加工、刻蚀技术等微制造技术 .总结了国内的研究工作 ,给出了我国在基础理论、材料、工... 阐明了微机电系统 (MEMS)的学科内涵与应用范畴 .着重介绍了国外MEMS的研究情况 .研究表明微尺度下一些物理现象与宏观世界的存在差别 ;论述了LIGA加工、刻蚀技术等微制造技术 .总结了国内的研究工作 ,给出了我国在基础理论、材料、工艺、元器件、测试及微系统等方面的研究情况 ,并提出发展我国微机电系统的几点建议 . 展开更多
关键词 传感器 微机电系统 微制造技术
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基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计 被引量：7
14
作者 程未 曾晓鹭 +1 位作者 卞剑涛 冯勇建 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第8期75-77,共3页
给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了... 给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。 展开更多
关键词 微机电系统 有限元分析 加工工艺 mems技术 微电容式加速度传感器
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应用硅和非硅MEMS技术的微型直接甲醇燃料电池(英文) 被引量：5
15
作者 汤小川 张宇峰 +2 位作者 苑振宇 王喜莲 刘晓为 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1218-1222,共5页
分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使... 分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使用1.5 mol/L甲醇溶液供液时其开路输出电压为520mV,最大输出功率密度达到5.9mW/cm2;利用非硅微加工技术完成的不锈钢微型直接甲醇燃料电池,在室温下用2mol/L甲醇溶液供液时开路输出电压为650mV,最大输出功率密度达到15.8mW/cm2。 展开更多
关键词 甲醇燃料电池 硅基技术 非硅微加工 微机电系统 最大功率密度
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压电MEMS兰姆波器件技术的最新进展与展望 被引量：5
16
作者 于晓权 何杰 马晋毅 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期223-229,233,共8页
兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件,同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点,其制造工艺与集成电路工艺兼容,可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射... 兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件,同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点,其制造工艺与集成电路工艺兼容,可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射频前端组件的有效解决方案之一,能够满足未来通信设备多频率及集成化的发展要求,其相关研究已成为微声器件领域的热点。该文简要介绍了兰姆波的基本原理,综述了近年来基于氮化铝(AlN)薄膜和铌酸锂薄膜(LNOI)的压电MEMS兰姆波器件研究取得的最新成果,并讨论了压电MEMS兰姆波器件的发展趋势。 展开更多
关键词 兰姆波谐振器(LWR) 压电微机电系统(mems) 横向激励声体波谐振器(XBAR) 高次谐波组合模式谐振器(CORs) 截面拉梅模式谐振器(CLMRs)
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射频微机电系统技术现状 被引量：10
17
作者 金铃 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期58-65,共8页
较全面地介绍了 RF MEMS 器件、由 RF 器件构成的组件及应用系统,并给出了一些新的典型示例。通过比较 RF MEMS 器件与传统微波器件在性能、尺寸等各方面的差别,可以了解 RF MEMS 技术在相控阵雷达上运用的优势。
关键词 微机电系统技术 射频微机电系统 微机电系统器件
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一种基于压电驱动的扭转式MEMS电场传感器设计与仿真优化 被引量：1
18
作者 刘阳 饶宇飞 +6 位作者 李海峰 王誉铮 魏诗超 马斌 杨庆 柯锟 廖伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12211-12219,共9页
电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电... 电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电极在感应电极表面周期性振动实现电场的调制测量。其压电驱动结构为4个对称分布的L型压电悬臂梁,屏蔽电极和感应电极为两对交错耦合的梳齿电极构成。接着通过COMSOL仿真软件建立了结构的固体力学-静电耦合模型,计算了敏感结构的谐振频率和振动幅值。结果显示:结构的工作模态下的谐振频率可达到25047 Hz,在3 V的交流驱动电压下屏蔽电极末端位移为85.06μm。进一步通过参数扫描方式对敏感结构的关键参数进行仿真分析。优化了梳齿电极的长度、宽度、间距、个数等参数以及感应电极长度、感应电极宽度、梳齿电极的个数和感应电极间距。最后完成了传感器的测试。测试结果表明:该传感器的灵敏度为3.24 mV/(kV/m),测量误差最大仅为3.75%。 展开更多
关键词 微机电系统(mems) 电场传感器 压电驱动 COMSOL
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用于MEMS微镜激光跟瞄的扩角镜头研究
19
作者 张鹏程 汪洋 +7 位作者 李安娜 黄昊 张程 张家昌 张永贵 王栎皓 刘艺晨 武震宇 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期120-130,共11页
MEMS微镜是小型化激光跟瞄系统的关键组件。系统通过控制MEMS微镜使激光偏转,并由光电探测器收集信号,可以实现对目标的稳定跟踪和瞄准。然而MEMS准静态微镜的扫描视场角较小,这限制了对目标的大视场跟踪能力。为了解决MEMS微镜扫描视... MEMS微镜是小型化激光跟瞄系统的关键组件。系统通过控制MEMS微镜使激光偏转,并由光电探测器收集信号,可以实现对目标的稳定跟踪和瞄准。然而MEMS准静态微镜的扫描视场角较小,这限制了对目标的大视场跟踪能力。为了解决MEMS微镜扫描视场较小的问题,基于伽利略扩角光路,针对小型化、后扫描光路、易加工等需求,设计了一款小型化跟瞄扩角镜头。首先,采用光束发散角和高斯拟合误差等指标,结合光束质量分析仪,对比了激光在扩角前后的光束质量,分析了扩角镜头对光束质量的影响;其次,基于搭建的扩角镜头表征装置,对比理论计算与仿真模型,分析了扩角结果;最后,结合MEMS准静态微镜和扩角镜头,对比了扩角前后的激光扫描图案。实验结果表明:设计的扩角镜头具有约2.88倍的扩角放大率,扩角线性度小于0.7%,且扩角前后激光光束质量无明显变化,扩角后发散全角控制在2 mrad以内。该项研究成果有助于推动小型化MEMS微镜激光跟踪瞄准系统的性能提升。 展开更多
关键词 压电微镜 微机电系统技术 激光跟踪瞄准 扩角镜头 伽利略光路
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用微机电系统技术制微型PEMFC及其性能研究
20
作者 陈聪 郑丹 +3 位作者 张熙贵 杨辉 夏保佳 李昕欣 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期261-265,268,共6页
采用氧化、光刻、KOH湿法腐蚀和溅射等一系列微机电系统(MEMS)工艺,在n型单晶硅片衬底上制作微型质子交换膜燃料电池(mPEMFC)的精细流场,并用扫描电子显微镜(SEM)观察所形成的流场微观形貌。将加工好的流场板分别与不同的膜电极组件(MEA... 采用氧化、光刻、KOH湿法腐蚀和溅射等一系列微机电系统(MEMS)工艺,在n型单晶硅片衬底上制作微型质子交换膜燃料电池(mPEMFC)的精细流场,并用扫描电子显微镜(SEM)观察所形成的流场微观形貌。将加工好的流场板分别与不同的膜电极组件(MEA)叠片式组装成H2-空气自呼吸式mPEMFC。所制成的单体电池的体积约为0.3cm3,质量不足0.65g。在20℃,相对湿度RH为(60±5)%的室内环境下,用三种不同MEA即Nafion112、Nafion1135自制热压MEA和GorePrimeaR5561MEA组装成的电池,其峰值比功率、体积比功率和质量比功率分别为123、112、58mW·cm-2,410、373、193W·L-1,189.2、172.9、89.2W·kg-1。通过比较上述三种不同mPEMFC的性能,分析了影响电池性能的若干因素。用Nafion1135MEA组装的mPEMFC以50mA·cm-2进行累计260h长时间放电实验,电池电压保持在0.6V以上。 展开更多
关键词 微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC) 微机电系统(mems)技术 单晶硅片
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