柔性声表面波器件的波模式分析

用反应磁控溅射法在柔性聚酰亚胺衬底上沉积了ZnO压电薄膜,并制备了基于ZnO压电薄膜的柔性声表面波(SAW)器件。制备的柔性SAW器件显示了良好的谐振性能,而且展现出两个波模式:模式0和模式1。当波长为32μm,ZnO厚度为4μm时,SAW器件的模式0和模式1的谐振频率分别为34.4MHz和158.5MHz,对应声速为1 100.8m/s和5 072m/s。模式0为已知的瑞利波,模式1为新的高频模式。沉积了不同厚度的ZnO薄膜制备柔性SAW器件,进一步分析了薄膜厚度对SAW器件和模式1的影响。分析认为该高频模式不是传统硬质衬底上SAW器件产生的Sezawa波,而是S_0兰姆波,并且是有衬底情况下的S_0兰姆波。文中还采用Comsol仿真分析了新的高频模式1的粒子振动位移,结果和S_0兰姆波粒子振动位移一致,从而验证了其为广义兰姆波的正确性。     

ZnO压电薄膜及其SAW滤波器的制备及性能研究

采用磁控溅射方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了晶化良好的(002)取向的ZnO薄膜,用XRD、SEM表征薄膜的取向和显微结构.在ZnO薄膜上利用剥离技术制备了波长40 μm的AI叉指电极,电极厚度约为200nm,并利用矢量网络分析仪测量了ZnO薄膜声表面波特性,结果显示:声表面波中心频率为146.8MHz,声表面波在ZnO薄膜上的传播速度为5 872m/s.     

基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究

采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰亚胺衬底上的铂薄膜热敏电阻与温度的变化具有良好的线性,其电阻温度系数达0.0023/℃。与固态聚酰亚胺膜衬底相比,采用旋涂液态聚酰亚胺解决了制备中遇到的两大主要困难:其一,消除了涂聚酰亚胺衬底与载体界面之间的气泡,聚酰亚胺衬底表面能保持良好平整度;其二,制备过程中由于热循环而使柔性衬底产生的热膨胀明显减小。这种柔性温度传感器阵列易贴于高曲率物体表面以探测小面积温度场分布。     

基于聚酰亚胺柔性衬底微温度传感器阵列的关键技术研究

基于柔性MEMS技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功制作出8×8阵列的铂薄膜电阻微温度传感器.该器件特别适用于复杂几何体高曲率表面温度的实时监控.采用了两种方法制作柔性器件第一种方法是将液态聚酰亚胺旋涂在有氧化物牺牲层的载体硅片上;第二种方法是用胶粘剂将P16051膜暂时粘在载体硅片上,然后分别在两种柔性PI衬底上制作铂薄膜热敏电阻温度传感器,最后将器件从硅片载体上分离下来.采用低温(小于300℃)工艺技术减小了PI柔性衬底的热循环.实验测试结果表明,PI衬底上的铂薄膜热敏电阻具备良好的线性度,其电阻温度系数接近于0.0023/℃.     

压电PZT薄膜上超细电极的制备

压电PZT薄膜具有横向压电系数大,与MEMS工艺兼容性高等优点,在制作以压电PZT薄膜为核心的MEMS器件,如压电应力光开关时,需要将电极宽度缩小至10μm,甚至5μm,但长度仍需保持在8000μm,电极长宽比达1600:1.针对目前MEMS器件应用需求,提出使用双层光刻胶剥离法来实现超细电极的制备,使用溶胶凝胶法制备压电PZT薄膜作为电极沉积衬底,研究了电极剥离的工艺流程并对电极进行性能测试.结果表明,双层光刻胶剥离法可以在溶胶凝胶法制备的压电PZT薄膜上制备长8000μm、宽5μm的电极,电极剥离完全,图形完整,可以实现双端导通.     

压电PZT薄膜上超细电极的制备

压电PZT薄膜具有横向压电系数大,与MEMS工艺兼容性高等优点,在制作以压电PZT薄膜为核心的MEMS器件,如压电应力光开关时,需要将电极宽度缩小至10μm,甚至5μm,但长度仍需保持在8000μm,电极长宽比达1600:1.针对目前MEMS器件应用需求,提出使用双层光刻胶剥离法来实现超细电极的制备,使用溶胶凝胶法制备压电PZT薄膜作为电极沉积衬底,研究了电极剥离的工艺流程并对电极进行性能测试.结果表明,双层光刻胶剥离法可以在溶胶凝胶法制备的压电PZT薄膜上制备长8000μm、宽5μm的电极,电极剥离完全,图形完整,可以实现双端导通.     

压电PZT薄膜上超细电极的制备

压电PZT薄膜具有横向压电系数大,与MEMS工艺兼容性高等优点,在制作以压电PZT薄膜为核心的MEMS器件,如压电应力光开关时,需要将电极宽度缩小至10μm,甚至5μm,但长度仍需保持在8000μm,电极长宽比达1600:1.针对目前MEMS器件应用需求,提出使用双层光刻胶剥离法来实现超细电极的制备,使用溶胶凝胶法制备压电PZT薄膜作为电极沉积衬底,研究了电极剥离的工艺流程并对电极进行性能测试.结果表明,双层光刻胶剥离法可以在溶胶凝胶法制备的压电PZT薄膜上制备长8000μm、宽5μm的电极,电极剥离完全,图形完整,可以实现双端导通.     

一种检测压电材料表面声速的设计与实现

给出了一种方便有效无损的检测压电材料声表面波速度的设计与实现,该设计中运用材料的压电效应和逆压电效应激励和接收SAW,并运用检测谐振频率的方法测量SAW速度.同时给出了对不同材料的实际测试结果.     

超薄硅衬底氮化铝Lamb波压电谐振器

针对Lamb波压电声波传感器高品质因数(Q值)、低检测极限(LOD)和易集成的性能要求,本文基于SOI(Siliconon-insulator)硅片,通过底层硅(Handling layer)干法刻蚀和中间层(Boxing layer)自截止的方法实现2μm超薄均一的硅衬底结构,然后沉积2μm厚具备高C轴择优取向的氮化铝(AlN)压电薄膜。传感器薄膜区域外设置双端增强反射栅结构用于提高Q值,从而有效降低器件的检测极限,并通过微量水分测试验证性能。该谐振器零阶反对称模式(A0)和零阶对称模式(S0)的谐振状态的实测结果和COMSOL二维模型仿真结果一致,所制作的Lamb波谐振器A0模式的主峰Q值为703,S0模式的主峰Q值为403。微量水分测试S0模式的检测极限优于A0模式,最低检测极限值为0.06%RH。结果表明,氮化铝超薄硅衬底Lamb波压电谐振器能够实现微量水分等高精度检测。     

声表面波器件测量牙种植体微扭矩的三维有限元仿真

为了利用微扭矩准确、非破坏性地测量牙种植体的稳定性,采用三维有限元分析方法研究了声表面波器件(SAW)检测牙种植体稳定性的可行性.首先,在梯度剪切应力场下建立了SAW器件的谐振频率和扭矩之间的理论模型.然后,利用ANSYS有限元软件对梯度剪切应力场下SAW器件的谐振频率变化情况进行谐振响应分析.最后,对比分析了理论模型和仿真得到的数据.分析结果表明:SAW器件谐振频率的变化量与最大剪切应力呈线性关系,但两者之间存在3％的误差;种植体的微扭矩与SAW器件的谐振频率呈线性关系.因此,在理论上能够利用SAW器件测量种植体的微扭矩,从而实现对种植体稳定性的检测.     

边界润滑膜的形成与破裂分析

综述了边界润滑膜润滑的机械模型、物理化学吸附膜模型、机械化学反应膜模型。边界膜的破裂主要是由于机械、温度作用的损伤。机械力导致表面裂纹或表面层裂纹的产生；粗糙硬表面与软表面相互摩擦时导致犁沟磨粒的形成；摩擦副表面温度升高引起接触表面的粘着；法向载荷与切向载荷都能引起边界膜的破裂失效。本文从系统论的观点出发,提出了一个机械-物理-化学综合作用的系统结构模型。     

用于镀制超薄银膜的一种有效的监控方法

银经常被应用于制备诱导增透滤光片,在这种宽带滤光片中,银膜的厚度一般在几个纳米,这样使得精确监控银的厚度很困难。提出一种简单易行的改进方法,通过在蒸发源上方加一个调速挡板,结合晶振膜厚仪,可以获得±0.4nm以内控制精度的超薄银膜。     

纳米薄膜的制备技术及其膜厚表征方法进展

纳米薄膜材料是一种新型材料,由于其特殊的结构特点,使其作为功能材料和结构材料都具有良好的发展前景。本文综述当前纳米薄膜的制备技术,并针对这些成膜工艺,概括表征纳米薄膜厚度的常用方法。     

Research on thin film lubrication: state of the art

Thin film lubrication (TFL) has been well studied as a new lubrication regime since 1990s. TFL is a transition lubrication regime between elastohydrodynamic lubrication (EHL) and boundary lubrication (BL), which has specific lubrication features. Present paper summarizes the advancements of researches on TFL, which involves the origin of the TFL concept, advancement of measuring techniques, TFL film-forming features, investigation on its mechanism, and computation theories.     

微纳牛级力检测的球膜敏感元件力学分析

为了实现工业技术领域的微纳牛级力大小的精确测量,以厚度约700nm、直径50mm左右的球形薄膜为敏感元件,将微纳牛级待测微粒置于球膜上,根据球膜变形量得出被测微粒的重力大小;利用ANSYS建立球形薄膜的力学模型,根据正交试验法设计试验工况,对球膜进行多种工况的受力分析;采用奇异值分解的最小二乘拟合算法处理试验数据,得出变形量、球膜参数以及微粒子重力之间的拟合公式;将拟合公式计算出的变形量理论值与对应试验值进行比较,结果表明:载荷在2～10μN范围内,检测误差不超过1%。     

多层金属/介质膜系中Al层的作用分析

设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(Al₂O₃)/低折射率(MgF₂)材料所组成.在低折射率材料中插入金属层(Al),对膜系进行了优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系.实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样Al层总厚度情况下,Al层厚度分布对膜系也有影响.寻找到了最佳Al层分布结果,并通过了实验验证,制备出了能很好抑止BaF2晶体发射光谱的长波成分的膜系.     

新型挤压油膜阻尼器油膜压力特性分析

利用达朗贝尔原理,建立了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器转子系统的运动方程,得到了相对偏心率的数学表达式;通过对比分析传统挤压油膜阻尼器与新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的油膜压力分布特性,证明了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的油膜刚度在较大的偏心率范围内基本呈线性变化,解决了传统挤压油膜阻尼器所存在的油膜刚度高度非线性的问题。     

脉冲真空电弧离子镀发射特性的测量

通过大量工艺实验 ,镀制了改变脉冲真空电弧离子源电源参数 (主回路电压 ,脉冲频率 )、基片高度以及磁场等工艺参数的样品 ,选择了一种合适的膜厚测量仪器进行了膜厚分布测量 ,获得了离子源各种工艺参数对其发射特性影响的曲线     

A study of section wrinkling on single-hole coated grids using TEM and SEM

To prevent section wrinkles usually encountered with the use of coated single-hole grids, a simple method was developed. Formvar film resting on a platform with holes (3.5 mm diameter) was heated with a slide warmer (60–65°C). The bottom of a glass petri dish was inverted over the platform to keep the ambient air at the desired temperature. Sections were picked up from the boat of the diamond knife with a single-hole grid and deposited at the orifice of the platform and allowed to dry. The grids were then carefully pushed through the orifice of the platform with the blunt head of a nail (3 mm diameter).     

氟化氘高能激光系统中的光学薄膜

报道了氟化氘 ( DF)激光系统腔镜高反射膜、Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜的研制 ,并介绍了 DF腔镜高反射膜的热畸变和损伤实验测试结果。实验结果表明 ,DF腔镜高反射膜的损伤阈值大于 1 0 0 k W/cm2 ,Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜均经受了 2 0 0 k W激光功率的输出 ,达到了总体提出的要求。