毛细管电泳芯片的模拟设计与实验研究

利用ANSYS软件对毛细管电泳芯片微沟道内样品流动情况进行模拟 ,获得了不同进样模式下微沟道的结构与流体流速之间的关系 ,对芯片整体结构参数进行设计 :毛细管微沟道最终尺寸为宽度 16 μm ,深度 10 μm ,有效分离长度为 3.5cm的圆角转弯形沟道。采用激光诱导荧光原理进行实验测试 ,建立测试系统 ,对两段不同长度的DNA片段实现了基线分离 ,研究结果为毛细管电泳芯片的进一步应用奠定了基础     

M-Z型硅基ARROW压力传感器设计

分析了M-Z型硅基ARROW压力传感器的结构设计参数，并用计算机软件ANSYS对如下参数进行有限元方法(FEM)研究，模拟了硅弹性膜片应力分布，确定了弹性膜边缘是传感臂具有高灵敏度的理想位置，并据此计算出由光弹性效应引起传感臂相位变化及其与压力的之间线性关系。     

MEMS及微系统的计算机模拟与辅助设计

介绍了MEMS CAD的特点及MEMS与微系统的设计方法,对MEMS CAD系统中的系统级、器件行为级、器件物理级及工艺级等各级仿真器的特点、相互关系及在MEMS CAD中的作用进行了分析,并对MEMS CAD方法、MEMS与微系统的EDA工具进行了综述.     

用于固液界面减阻无氟超疏水表面制备新方法

现阶段超疏减阻表面常用低表面能的氟化剂制备不绿色环保,为实现超疏水减阻表面的无氟化,提出一种可用于固液界面减阻的无氟铝合金超疏水表面制备新方法.首先,采用化学腐蚀技术在铝合金基底上快速制备微纳量级表面粗糙结构,再利用天然松香溶液和炭黑悬浊液进行表面修饰改性处理,替代传统氟化物.在表征上,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和X射线能谱分析(EDS)来分别表征微观结构尺寸、表面润湿性和元素分析.通过不断优化表面结构和修饰溶液浓度,在铝合金样品上制备出接触角为155°,滚动角为1.38°处于Cassie模型状态的超疏水表面.结果表明:所构建的无氟超疏水表面经受80次浸没取出循环完整性良好,此外在速度为1.4 m/s连续水滴冲击3 h后仍保持良好的超疏特性;通过减阻冲刷实验装置测试,在0.5～3.5 m/s冲刷流速范围内,本方法制备的无氟超疏表面可达到20%～30%减阻率,从而验证了新方法在超疏减阻应用中的有效性.整个制备过程简单、成本低廉且无氟环保,利于规模化生产应用.     

微机械陀螺闭环驱动电路的新方法

闭环驱动方式是目前高性能微机械陀螺的主流驱动方式,大部分的闭环驱动电路采用了自动增益控制模块以稳定输出信号的幅度,但是,采用AGC模块会限制电路的线性工作范围,而且输出摆幅有限,因此制约了微机械陀螺系统的灵敏度和稳定性。基于以上不足,在建立微机械陀螺系统等效电路模型的基础上,提出一种新颖的解决方案,采用比较器代替AGC模块,实现对陀螺输出信号幅度的控制,这种方案不仅电路结构更为简单,而且增大了整体电路的线性工作范围,能够始终输出满量程的驱动信号。     

化学镀钯膜提高直接甲醇燃料电池阻醇性能的应用

分别采用溅射和化学镀法在质子交换膜Nafion117膜表面获得薄钯层,通过扫描电镜(SEM)、能量色散法(EDX)、X射线衍射(XRD),甲醇渗透、质子电导率等性能测试来表征钯镀层的性能.SEM测试发现,采用溅射法在质子交换膜表面获得的薄钯镀层有不均匀的裂纹,而采用化学镀的方法获得的钯膜未发现有皲裂现象;EDX测试表明,镀层只含有钯和少量的磷;XRD测试表明形成的钯以微晶态存在;甲醇渗透测试证明化学镀钯层可以使Nafion117膜的甲醇渗透率降低一个数量级,这表明采用化学镀方法获得薄钯镀层的方法在降低直接甲醇燃料电池质子交换膜的甲醇渗透方面具有很好的应用前景.     

电容检测型微机械陀螺的信号检测电路

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.     

掺杂浓度对多晶硅纳米薄膜应变系数的影响

为有效利用多晶硅纳米薄膜研制MEMS压阻器件,本文对LPCVD多晶硅纳米薄膜应变系数与掺硼浓度的关系进行了研究,并利用扫描电镜和X射线衍射实验分析了薄膜的结构特点.结果表明:在重掺杂情况下,纳米薄膜的应变系数明显大于相同掺杂浓度下单晶硅的应变系数,而且掺杂浓度在2.5×1020cm-3左右时,应变系数具有随掺杂浓度升高而增大的趋势.对这种实验结果依据隧道效应原理进行了理论解释,提出了多晶硅压阻特性的修正模型.     

集成CMOS四象限模拟乘法器

给出了一种CMOS型四象限模拟乘法器,该乘法器采用有源衰减器结合吉尔伯特单元结构.利用基于CSMC的0.6μm n阱2p2m工艺SPICE BSIM3V3 MOS模型(level=49)进行仿真,采用单电源5V电压供电.利用HSPICE仿真并给出了仿真的结果及版图实现.     

微型直接甲醇燃料电池三维性能数值仿真

采用CFD软件对微型甲醇燃料电池(Micro Direct Methnol Fuel Cells,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.