功能材料在MEMS中的应用及进展

以硅材料为基础的微机电系统MEMS被人们认为是21世纪革命性的新技术,是实现信息采集、处理、执行一体化,使之成为真正的系统.本文论述了MEMS的加工技术对材料提出的要求,以及近年来各种硅材料和功能材料在MEMS的应用和最新进展.     

表面形貌对定向氧化锌阵列场致发射性能的影响

采用热蒸发的方法生长不同形貌的ZnO纳米材料。通过调节反应温度和氧气流量,生长了梳状ZnO ,ZnO纳米针和ZnO纳米柱状。场致发射测试结果表明一维纳米ZnO材料的表明形貌对其开启电场和发射电流有很大的影响。ZnO纳米柱阵列的开启电场最低,电流密度最大。这是由于它与衬底的良好接触以及较弱的场屏蔽效应。实验结果表明ZnO纳米柱阵列是一种优良的场致发射器件的冷阴极材料。     

后栅结构SnO2场致发射显示器件的研制

采用高温气相法生长SnO2纳米线,扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析表明所生长的SnO2纳米线大小均匀,直径约为150 nm,长可达10μm。结合丝网印刷法转移SnO2,制备成阴极阵列。封接阴极板与荧光屏成后栅型场致发射显示(FED)器件,测试其场致发射性能,分析讨论栅极电压和阳极电压对场发射性能的影响。实验表明后栅型SnO2-FED具有良好的栅极调控作用,在1600 V阳极电压和200 V栅极电压下工作实现全屏发光,平均发光亮度为560 cd/m2,具有潜在的应用前景。     

MgO纳米线的制备及其电子发射性能的研究

采用碳热还原-氧化法成功制备大小均匀的MgO纳米线,采用场致发射电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)表征其形貌及晶体结构。采用丝网印刷将MgO纳米线转移到阴极电极,并将阴极电极与印刷有荧光粉的阳极电极组装成二级场致发射器件。场致电子发射测试表明MgO纳米线具有较好的电子发射特性:其阈值电场强度仅为3.82V/μm(1mA/cm2),最高电流密度达到2.68mA/cm2(4.01V/μm),发光亮度为1152cd/m2,4h内没有明显的衰减。MgO有望作为冷阴极材料在场致发射器件上得到应用。     

衬底电极对SnO_2纳米材料场发射性能的影响

采用高温气相氧化法分别在Si、Au、Cr和不锈钢等不同的衬底上生长氧化锡（SnO2）纳米材料,并对SnO2的表面形貌进行表征和场致发射性能测试。研究结果表明,以Si、Au、Cr、不锈钢为衬底,其场致发射的开启电场分别为3.6、2.3、2.45、1.7V/μm。不锈钢衬底电极SnO2阴极的场致发射性能最好,硅衬底电极SnO2阴极的场发射能力最差。     

氧化铋纳米线的制备及场发射性能研究

以NaOH和Bi(NO3)3·5H2O为原料,以庚烷、油酸和丙酮为分散剂,在室温下,制备氧化铋纳米线材料.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)分析产物结构和形貌,分析可知该氧化铋纳米线直径约50nm,长度几微米至几十微米之间.通过丝网印刷,制备氧化铋纳米线阵列,并进行场发射性能测试,结果表明,当电流密度0.1μA/cm2时,开启电场2.6V/μm,良好的场发射性能说明氧化铋纳米线在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力.     

新型MEMS氨气传感器的测试

本文主要论述了新型MEMS氨气传感器的性能测试.研究氨气浓度、工作温度与阈值电压的变化关系、传感器的热稳定性和气体选择性能的测试,以及应用微处理器,采用人工自动校正法对测量系统进行校准.     

Influence of morphologies on the field emission performance of oriented ZnO nano-arrays

Different morphologies of comb-like ZnO and oriented ZnO nano-arrays such as ZnO nanoneedles and ZnO nanorods were synthesized by using flexible thermal evaporation method via simply adjusting the temperature and oxygen content.The ZnO nanorods arrays have the lowest turn-on field,highest current density and the largest emission efficiency owning to its good contact with the substrate and relatively weaker field screening effects. The experiments show that the morphologies and orientation of one-dimensional(1D) ZnO nanomaterials have considerable effects on the turn-on field and the emission current density,and the nanoarray also contributes to electrons emission.The results could be valuable for the application of ZnO nanorod arrays as cathode materials in field emission based devices.     

氧化锡薄膜场致发射研究

利用直流磁控反应溅射法,制备氧化锡薄膜,利用扫描电镜等方法对氧化锡薄膜微观结构进行分析。在低真空下,对不同厚度的氧化锡薄膜进行场致发射测试,结果显示,在氧化锡薄膜厚度为60nm时,场致发射性能最佳,当电流密度为10μA/m2时,开启电压为4.5 V/μm,阴阳两极电场为7 V/μm时,有较佳的场发射密度,同时发光亮度达到2180 cd/m2,结果表明,氧化锡薄膜在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力。     

低阈值高效率中红外可调谐连续波PPMgLN光学参量振荡器(英文)

报道了一种基于周期性极化晶体PPMgLN、连续波、线性外腔结构、宽带可调谐单谐振光学参量振荡器。泵浦源采用LDA端面泵浦的Nd:YVO4连续波1.064μm激光器,并通过优化泵浦光与信号光的模式匹配,获得了低阈值、高效率的中红外激光输出。光参量振荡阈值仅为1.09W,是目前采用外腔结构所报道的最低值。在泵浦功率4.55W时,可以获得最大功率为346.8mW、波长为3.202μm激光输出,中红外光的光光转化效率达到了7.6%。并通过改变PPMgLN晶体的极化周期,可以实现中红外2.98～4.19μm宽带可调谐激光输出。此中红外激光器结构简单紧凑,可以室温运行。