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MEMS微电源技术 被引量：13
1
作者 刘晓为 邓琴 +2 位作者 郭猛 兰慕杰 王喜莲 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第7期77-80,共4页
结合目前国内外各种微电源的发展现状,总结微电源的研究成果,从理论上探讨了利用MEMS体硅加工工艺制作微燃料电池的可行性。指出了MEMS燃料电池的发展趋势,并对MEMS燃料电池研制过程中可能出现的困难提出了相应的解决方案。
关键词 MEMS 微电源技术 燃料电池 发展趋势 体硅加工
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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
2
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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MEMS中的静电-热键合技术 被引量：2
3
作者 王蔚 陈伟平 +4 位作者 刘晓为 霍明学 王喜莲 鞠鑫 张颖 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期134-136,共3页
在研制压力传感器时,采用静电-热键合相结合的方法,对Si/Au-Class、Si/Au-Glass/Si结构的键合技术进行了研究.硅与淀积有金加热器引线玻璃的封接:先以Si/Glass静电键合方法进行,再400℃退火2h,使Si/Au热键合.用一次充氮真空检漏法对键... 在研制压力传感器时,采用静电-热键合相结合的方法,对Si/Au-Class、Si/Au-Glass/Si结构的键合技术进行了研究.硅与淀积有金加热器引线玻璃的封接:先以Si/Glass静电键合方法进行,再400℃退火2h,使Si/Au热键合.用一次充氮真空检漏法对键合形成的绝压腔进行了测试,结果显示:键合界面接合牢固、气密.此技术被用于Si/Au—Glass/Si结构自检测压力传感器的键合封接,经对传感器测试,性能良好,具有自检测功能. 展开更多
关键词 键合 静电-热键合 压力传感器 MEMS
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利用MEMS技术研制硅脉象传感器 被引量：3
4
作者 王璐 温殿忠 +2 位作者 刘红梅 田丽 莫兵 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1226-1231,共6页
利用MEMS技术在N型<100>晶向的单晶硅衬底上设计并制作了以纳米硅/单晶硅异质结为源极和漏极的P-MOSFETs脉象传感器。在方形硅膜上制作四个以纳米硅/单晶硅异质结为源极和漏极P-MOSFETs,并将P-MOSFETs的沟道电阻设计成惠斯通电桥... 利用MEMS技术在N型<100>晶向的单晶硅衬底上设计并制作了以纳米硅/单晶硅异质结为源极和漏极的P-MOSFETs脉象传感器。在方形硅膜上制作四个以纳米硅/单晶硅异质结为源极和漏极P-MOSFETs,并将P-MOSFETs的沟道电阻设计成惠斯通电桥结构,从而实现对微小脉象信号的准确检测。实验结果表明,该硅脉象传感器在恒压源-3.0V供电条件下,灵敏度为1.623mV/kPa,准确度为2.029%F.S。 展开更多
关键词 MEMS 硅脉象传感器 MOSFET 纳米硅/单晶硅异质结
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应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展 被引量：5
5
作者 谭晓昀 刘晓为 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z3期598-600,共3页
介绍了MEMS技术的重要性及在微小卫星及微卫星上的应用情况和发展趋势。
关键词 MEMS 小卫星 微卫星
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形状参数对MEMS霍尔器件性能影响研究 被引量：1
6
作者 宋明歆 宫纯青 +2 位作者 贺训军 殷景华 刘晓为 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2054-2056,共3页
利用有限元分析软件ANSYS对长方形和圆形两种霍尔器件的工作状态进行模拟,分析霍尔片(霍尔器件工件区域)结构尺寸与霍尔器件灵敏度的关系,研究形状对器件灵敏度的影响.结果表明:圆形霍尔片灵敏度比长方形霍尔片的高,当圆形霍尔片的半径... 利用有限元分析软件ANSYS对长方形和圆形两种霍尔器件的工作状态进行模拟,分析霍尔片(霍尔器件工件区域)结构尺寸与霍尔器件灵敏度的关系,研究形状对器件灵敏度的影响.结果表明:圆形霍尔片灵敏度比长方形霍尔片的高,当圆形霍尔片的半径与厚度比值为15时,灵敏度最高. 展开更多
关键词 MEMS 有限元法 霍尔器件 器件结构
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MEMS兼容PZT压电厚膜的性能测试 被引量：1
7
作者 王蔚 刘晓为 +1 位作者 兰慕杰 霍明学 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第z1期72-75,共4页
丝网印刷法制备PZT厚膜工艺与MEMS技术兼容.通过调整PZT印刷浆料粘度,并采取多次套印、多次退火及合理的烧结工艺,在硅膜片上获得了较致密的PZT厚膜.采用悬臂梁方法对制备的Ag/PZT/SiO2/n+Si结构复合压电厚膜进行了直接测试,结果表明PZ... 丝网印刷法制备PZT厚膜工艺与MEMS技术兼容.通过调整PZT印刷浆料粘度,并采取多次套印、多次退火及合理的烧结工艺,在硅膜片上获得了较致密的PZT厚膜.采用悬臂梁方法对制备的Ag/PZT/SiO2/n+Si结构复合压电厚膜进行了直接测试,结果表明PZT压电厚膜的压电常数d31可达70×10-12m/V,以此方法制备的压电厚膜适合作为MEMS执行器的微驱动元件. 展开更多
关键词 PZT 压电厚膜 丝网印刷 MEMS
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基于MEMS技术的微型直接甲醇燃料电池的制作 被引量：1
8
作者 索春光 陈伟平 刘晓为 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第9期118-120,共3页
为了进一步简化微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)系统,便于电池批量生产,采用MEMS技术制作μDMFC。电池的制作包括传统的MEMS工艺,如,氧化、光刻、湿法刻蚀、硅—玻璃键合等方法,还包括一种新的催化电极制备方法,即采用硅片阳极氧化的方法... 为了进一步简化微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)系统,便于电池批量生产,采用MEMS技术制作μDMFC。电池的制作包括传统的MEMS工艺,如,氧化、光刻、湿法刻蚀、硅—玻璃键合等方法,还包括一种新的催化电极制备方法,即采用硅片阳极氧化的方法。首先,制得多孔硅(PS)作为催化电极的基底,然后,采用化学镀法分别在PS上沉积出Pt阴极催化电极和Pt-Ru阳极催化电极。PS具有巨大的比表面积,使化学镀的催化剂层拥有不连续的三维结构,能显著增加催化剂的活性面积,同时,化学镀液中贵金属的利用率高达95%,可以有效地节约贵金属用量。研究中采用扫描电镜(SEM),能量色散X射线分析(EDX)对催化剂层的形貌和成分等物理性能进行了分析。 展开更多
关键词 微型直接甲醇燃料电池 微电子机械系统 多孔硅 化学镀
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应用CAD技术加速我国MEMS技术的发展 被引量：5
9
作者 刘晓为 《传感器技术》 CSCD 1999年第5期I002-I002,共1页
在微电子机械系统技术飞速发展的今天,由于ＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ-Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ-Ｓｙｓｔｅｍ)器件在国防和民用领域有着广泛的应用前景,ＭＥＭＳ研究已成为世界上发达国家高科技发展的重点方向之一。近年来我国... 在微电子机械系统技术飞速发展的今天,由于ＭＥＭＳ(Ｍｉｃｒｏ-Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ-Ｓｙｓｔｅｍ)器件在国防和民用领域有着广泛的应用前景,ＭＥＭＳ研究已成为世界上发达国家高科技发展的重点方向之一。近年来我国政府对ＭＥＭＳ研究非常重视,在政府的... 展开更多
关键词 MEMS器件 CAD 传感器
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磁电阻效应的原理及其应用 被引量：24
10
作者 张海峰 刘晓为 +1 位作者 王喜莲 霍明学 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期362-366,共5页
对几种磁阻效应作用机理和磁阻元件在传感器中的应用进行了综述,详细介绍了几种磁阻传感器的工作原理,对几类常用的磁阻传感器的性能进行了比较,并对磁阻传感器的发展进行了展望.
关键词 磁阻效应 电阻率 巨磁电阻 磁阻传感器 检测
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一种新型压电式双向无阀微泵的研制 被引量：12
11
作者 王蔚 田丽 +3 位作者 鲍志勇 刘晓为 王喜莲 杨松涛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2018-2021,共4页
采用氧化、光刻、腐蚀、键合等MEMS技术,研制了一种硅基压电式双向无阀微泵,泵的外形尺寸为30×14×3mm3,泵腔体体积约10mm3.通过大量试验测试,得到了泵压、流量与工作频率、波形、电压幅值之间的关系.当工作电压为110V、频率为... 采用氧化、光刻、腐蚀、键合等MEMS技术,研制了一种硅基压电式双向无阀微泵,泵的外形尺寸为30×14×3mm3,泵腔体体积约10mm3.通过大量试验测试,得到了泵压、流量与工作频率、波形、电压幅值之间的关系.当工作电压为110V、频率为40Hz时,微泵的正向最大泵压为120mm水柱,频率为50-90Hz时,最大流量70μl/min;当频率为35Hz时,微泵的反向最大泵压为70mm水柱,最大流量56μl/min. 展开更多
关键词 MEMS 双向微泵 压电驱动 性能分析
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不同淀积温度多晶硅纳米薄膜的压阻特性 被引量：8
12
作者 揣荣岩 刘晓为 +2 位作者 潘慧艳 王蔚 张颍 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期1810-1814,共5页
重掺杂多晶硅纳米薄膜具有较大的应变系数和良好的温度特性,是制作力学量传感器的理想压阻材料.为优化多晶硅纳米薄膜的压阻特性,就淀积温度对低压化学气相淀积多晶硅纳米薄膜的压阻特性的影响进行了实验研究.在扫描电镜观测和X射线衍... 重掺杂多晶硅纳米薄膜具有较大的应变系数和良好的温度特性,是制作力学量传感器的理想压阻材料.为优化多晶硅纳米薄膜的压阻特性,就淀积温度对低压化学气相淀积多晶硅纳米薄膜的压阻特性的影响进行了实验研究.在扫描电镜观测和X射线衍射实验基础上,利用隧道压阻模型分析了薄膜结构和压阻特性的关系.结果表明薄膜结构对应变系数的影响非常显著,但对应变系数的温度特性影响却很小.综合淀积温度对压阻特性和电导特性的影响,多晶硅纳米薄膜的最佳淀积温度在620℃左右. 展开更多
关键词 多晶硅 纳米薄膜 压阻特性 淀积温度 应变系数
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基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器 被引量：11
13
作者 赵振刚 刘晓为 +2 位作者 王鑫 金海燕 谭晓昀 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期118-123,共6页
针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器。首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管... 针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器。首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析。实验结果表明,该传感器在环境相对湿度从11%变化到97%过程中,电容相对灵敏度为905%,输出频率相对灵敏度为889%,两者较为吻合,表明该电路能很好地将电容信号转化为频率信号输出。另外,传感器对湿度的响应时间约为4 s,恢复时间约为18 s,功耗约为12 mW,具有功耗低、响应速度快等优点。 展开更多
关键词 碳纳米管 湿度传感器 多谐振荡器 频率输出
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微型多槽道平板热管传热特性分析及最大传热量预测 被引量：10
14
作者 刘晓为 辛欣 +1 位作者 霍明学 徐磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期2103-2107,共5页
对三角形槽道的微型平板热管,进行流动、传热性能的理论分析和模拟.建立了微型平板热管的一维稳态模型,以分析工质在热管内的轴向分布,液体和蒸汽压力、流速的轴向变化,并计算其最大传热量.该模型更精确地考虑了具有互相连通蒸汽空间的... 对三角形槽道的微型平板热管,进行流动、传热性能的理论分析和模拟.建立了微型平板热管的一维稳态模型,以分析工质在热管内的轴向分布,液体和蒸汽压力、流速的轴向变化,并计算其最大传热量.该模型更精确地考虑了具有互相连通蒸汽空间的平板热管,汽液界面剪切摩擦力对其传热性能影响,模型预测结果与实验数据取得较好的符合,能够更准确地预测微热管的最大传热量.该模型可用来帮助微型多槽道平板热管的结构设计. 展开更多
关键词 三角形槽道 平板热管 一维稳态模型 最大传热量
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电容检测型微机械陀螺的信号检测电路 被引量：14
15
作者 莫冰 谭晓昀 刘晓为 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z2期324-326,共3页
微弱输出信号的检测技术是微机械陀螺研制中的关键技术之一。提出了一种适用于电容检测型微机械陀螺的信号检测电路并分析了其对噪声的抑制能力。此电路用积分电路检测微小电容变化量,并进一步采用开关相敏解调电路对信号全波检测,能检... 微弱输出信号的检测技术是微机械陀螺研制中的关键技术之一。提出了一种适用于电容检测型微机械陀螺的信号检测电路并分析了其对噪声的抑制能力。此电路用积分电路检测微小电容变化量,并进一步采用开关相敏解调电路对信号全波检测,能检测到aF量级的电容变化,可以实现陀螺0.05°/s的分辨率。 展开更多
关键词 微机械陀螺 积分器 相敏解调 噪声
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常压下工作的微机械陀螺的频率和阻尼特性 被引量：6
16
作者 刘晓为 陈宏 +2 位作者 陈伟平 陆学斌 韩天 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2268-2271,共4页
对微机械陀螺振动式陀螺的频率和阻尼特性进行了分析和模拟.以设计的一种微机械陀螺为模型,对其驱动和检测方向的阻尼力系数进行了计算,利用MATLAB模拟了阻尼对灵敏度以及频率特性的影响.得出了不仅频率匹配对微机械陀螺的性能有重要影... 对微机械陀螺振动式陀螺的频率和阻尼特性进行了分析和模拟.以设计的一种微机械陀螺为模型,对其驱动和检测方向的阻尼力系数进行了计算,利用MATLAB模拟了阻尼对灵敏度以及频率特性的影响.得出了不仅频率匹配对微机械陀螺的性能有重要影响,而且阻尼匹配也会影响陀螺的灵敏度和频率特性. 展开更多
关键词 微机械电子系统 陀螺 阻尼匹配 频率特性
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微型直接甲醇燃料电池三维性能数值仿真 被引量：5
17
作者 张博 张宇峰 +2 位作者 刘晓为 乔育花 张鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2160-2162,共3页
采用CFD软件对微型甲醇燃料电池(MicroDirectMethanolFuelCells,μDMFC)进行模型的建立和性能仿真,并比较了不同的流场结构设计对电池性能的影响.结果表明,蛇形流场结构比较点型和平行流场结构具有更好的电池性能,且由于甲醇的渗透,甲... 采用CFD软件对微型甲醇燃料电池(MicroDirectMethanolFuelCells,μDMFC)进行模型的建立和性能仿真,并比较了不同的流场结构设计对电池性能的影响.结果表明,蛇形流场结构比较点型和平行流场结构具有更好的电池性能,且由于甲醇的渗透,甲醇浓度增加时,会引起电流密度的有所下降. 展开更多
关键词 燃料电池 微型甲醇燃料电池 计算流体力学 流场 甲醇渗透
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振动式微机械陀螺的带宽特性分析 被引量：5
18
作者 陆学斌 刘晓为 +2 位作者 陈伟平 陈宏 韩天 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期337-340,共4页
对振动式微机械陀螺的带宽特性进行了讨论,以设计的一种带解耦结构的振动式微机械陀螺为模型,利用数学工具软件MATLAB对其进行了带宽特性分析。分析结果表明,对于2自由度的陀螺,驱动频率的带宽不仅与驱动模态和检测模态的频率匹配有关,... 对振动式微机械陀螺的带宽特性进行了讨论,以设计的一种带解耦结构的振动式微机械陀螺为模型,利用数学工具软件MATLAB对其进行了带宽特性分析。分析结果表明,对于2自由度的陀螺,驱动频率的带宽不仅与驱动模态和检测模态的频率匹配有关,而且与两个模态的阻尼匹配有关。随着驱动模态和检测模态频率匹配的降低,带宽先增加然后基本保持不变。随着驱动和检测模态阻尼匹配的降低,带宽一直减小。通过实现驱动模态与检测模态的频率匹配和阻尼匹配可以获得最大机械灵敏度和最大驱动频率带宽。 展开更多
关键词 微机械陀螺 微机电系统 带宽特性 模态匹配 阻尼匹配
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电容式微机械陀螺双环路闭环驱动电路研究 被引量：8
19
作者 谭晓昀 雷龙刚 王冠石 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1449-1453,共5页
为了提高微机械陀螺系统的检测灵敏度,对微机械陀螺系统的驱动电路进行了研究。分析了微陀螺闭环驱动系统理论,基于此提出一种双环路闭环驱动方法,并且利用数学工具simulink建立系统模型,验证此方法的可行性,最后设计完成相应电路。此... 为了提高微机械陀螺系统的检测灵敏度,对微机械陀螺系统的驱动电路进行了研究。分析了微陀螺闭环驱动系统理论,基于此提出一种双环路闭环驱动方法,并且利用数学工具simulink建立系统模型,验证此方法的可行性,最后设计完成相应电路。此方法引入锁相环实现闭环驱动电路的稳频控制;采用自动增益控制器(AGC)实现恒幅控制。利用Hspice完成电路级仿真。结果表明,微机械陀螺双环路闭环驱动电路建立稳定振荡的时间为45ms,稳定振荡频率为2.7553KHz,频率偏差为0.1z,频率抖动为0.056563Hz。相对于传统的AGC闭环驱动电路,此闭环驱动电路建立稳定振荡时间缩短了30.77%,频率稳定性是传统AGC闭环驱动电路的32.72%。微机械陀螺环路闭环驱动电路提高驱动信号性能,对于微机械陀螺检测灵敏度的提高有着重要意义。 展开更多
关键词 双环路闭环驱动 微机械陀螺 锁相环 可变增益放大器 SIMULINK
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镍薄膜电阻作为多功能传感器的温度敏感元件 被引量：8
20
作者 王蔚 刘晓为 +1 位作者 王喜莲 马战 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期378-380,共3页
为解决铝薄膜和银薄膜电阻率小、热敏电阻灵敏度低、耐腐蚀性差、工作温度低等问题 ,提出镍薄膜电阻可以作为温度敏感元件集成在压力传感器上 .对镍薄膜热敏电阻的制备方法、温度敏感特性进行了分析与实验研究 ,并将其集成在耐高温压力... 为解决铝薄膜和银薄膜电阻率小、热敏电阻灵敏度低、耐腐蚀性差、工作温度低等问题 ,提出镍薄膜电阻可以作为温度敏感元件集成在压力传感器上 .对镍薄膜热敏电阻的制备方法、温度敏感特性进行了分析与实验研究 ,并将其集成在耐高温压力传感器上 ,对制备的压力 -温度多功能传感器进行了测试 .结果表明传感器可在室温至 2 0 0℃温度范围工作并达到较高精度 ,可以推广使用 . 展开更多
关键词 镍薄膜电阻 温度敏感元件 多功能传感器
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