一种缺陷态光子晶体的气敏传感理论研究

利用Bruggeman介电常数近似理论,毛细冷凝作用以及一维光子晶体传输矩阵的理论分析方法,对多孔硅微腔被一定浓度的有机物蒸汽吸附时的传感特性进行了深入地研究,建立了其光学传感模型,并用计算机数值模拟的方法对多孔硅微腔的传感模型进行了理论仿真,得出了饱和情况下有机物蒸汽折射率与峰位漂移量间的线性关系以及乙醇蒸汽浓度与微腔反射谱透射峰峰位漂移量间的函数关系曲线,为多孔硅微腔传感元件的设计和应用提供了理论基础.     

基于微腔光学晶体生物传感器的研究进展

多孔硅（PS）与多孔硅微腔晶体（PSM）作为新型功能材料,其独特的光学特性、微电子相容性、滤过性、纳米微孔生长可控性及大的比表面积为生物信号传感提供了一个较为理想的平台,已制备成多种生物传感器应用于血液,细菌,病毒,DNA等的快速检测中。在分析了PS与PSM的结构和性能的基础上,重点介绍了PS与PSM生物传感器的研究现状,并提出开发微型芯片、集成器件和市场化产品将是PS与PSM生物传感器的发展趋势。     

一种硅微多传感器集成研究

为满足小体积、多参数测量的要求,利用(100)晶面的各向异性压阻特性与MEMS加工工艺特性,在单芯片上集成制作了三轴加速度、绝对压力以及温度等硅微传感器,在结构和检测电路设计上最大限度地减小各传感器之间的相互干扰影响。三轴加速度、绝对压力传感器利用压阻效应导致的电阻变化测量外界加速度和压力变化量,温度传感器利用掺杂单晶硅电阻率随温度变化的原理来测量外界温度。集成传感器具有较好的工艺兼容性,加速度、压力传感器的压敏电阻和温度传感器的测温电阻采用硼离子掺杂制作,加速度和压力传感器设计成工艺兼容的体硅结构。研制的集成传感器芯片尺寸为4mm×6mm×0.9mm。给出了集成传感器的性能测试结果。     

结合LAPS及纳米多孔硅的气体传感器研究#

结合光寻址电位传感器及纳米多孔硅技术研制了一种新型的气体传感器.该传感器结合光寻址电位传感器的微机电系统工艺和平面器件特点以及纳米多孔硅的高灵敏度特性,对实现进一步细胞代谢气体的检测提供了一种可能的手段.初步实验结果表明,在室温条件下,该气体传感器对于乙醇气体具有较明显的响应,并具有一定的浓度梯度特性,证明该传感器的设计是可行的.     

一维多孔硅光子晶体及其缺陷模的DBR结构透射光谱计算机模拟

本文利用计算机模拟出一维光子晶体具有缺陷模态DBR结构的多孔硅在自然光下的透射谱,并对其做为潜在传感器的应用提出看法。本文同时揭示多孔硅不同DBR堆垛结构对于自然光的反射原理,其计算机模拟结果就是不同介电常数多孔硅材质的不同DBR堆垛结构透射可见光范围内的特定频率透射谱线。     

基于FPGA的光学微腔生物传感器控制系统

为了促进光学微腔生物传感技术向集成化、智能化和小型化发展,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字辅助控制系统.系统通过三角波信号驱动可调谐激光器进入连续扫描模式,周期性扫描光学微腔谐振波长,得到激光中心波长信号的偏移量,从而得到光学微腔的灵敏度.设计了控制系统的硬件电路及软件辅助程序.经实验验证表明:控制系统实现了光学微腔生物传感器的数据采集处理以及对激光器的调谐.     

一种基于体硅工艺的微机械可调节椭圆低通滤波器

提出了一种椭圆低通可调滤波器的调谐方法,即通过调节第一传输零点(FTZ)来改变3 dB截止频率Tc.解析计算表明,小范围内改变FTZ既可调节Tc和滚降速率,又能保证通带和阻带的特性基本不变.作者提出FTZ的移动可由串联谐振支路处容性MEMS开关的分布加载来实现,并基于微扰法求出器件中心谐振频率及特性的变化规律.本文相应设计了Tc为16 GHz的7阶步进式滤波器.高频有限元全波仿真表明,每加载一个MEMS开关,Tc改变约1.5 GHz,损耗特性则几乎不变.这证明了理论分析方法有较高的准确性,而且器件设计具有数字化调节能力和较出色的微波性能.这种方法也可用于高通和带通滤波器.论文还介绍了器件的体硅微加工流程及MEMS开关的初步加工结果.     

基于体硅MEMS工艺的射频微系统冲击特性仿真研究

高过载冲击试验成本高、周期长,同时失效检测手段较少,难以定位结构薄弱点。针对体硅工艺MEMS(Micro-electromechanical System)射频微系统,采用冲击响应谱与瞬态动力学方法,研究板级与试验条件下的高冲击载荷响应。仿真结果表明,该射频微系统能够承受高冲击过载,仿真结果可提前预判结构失效点,提高产品抗冲击可靠性。     

（中国微米纳米技术学会文章）一种硅微机械结构振动幅度的电学测量方法及实验研究

本文针对硅微机械结构振动幅度由于封装难以计算机视觉测量及电学测量中的精度受接口电路参数影响的问题,在对静电梳齿驱动、平板电容检测的硅微谐振结构进行建模分析后,提出基于单边带电压比的电学测量振动幅度的方法并分析了测量方法的原理。实验表明研制的某硅微机械谐振加速度计在受迫振动下的振动幅度为0.25um,频谱分析还表明存在上电噪声引起的振动幅度,该测试方法还能应用于硅微谐振结构的谐振频率测量,同时为高品质因数的硅微机械谐振结构的可静电自激驱动提供了依据。     

多孔硅湿度传感器研究进展

综述了湿度传感器的研究现状。分析了多孔硅湿度传感器的感湿机理,介绍了几种多孔硅湿度传感器的制作工艺及结构,并讨论了它们的优缺点。最后,对多孔硅湿度传感器的应用前景作了展望。     

水热腐蚀铁钝化多孔硅的湿敏特性研究

采用水热腐蚀铁钝化法在单晶硅片上生长铁钝化多孔硅(IPS)薄膜,以IPS为感湿介质制成湿敏元件。在不同湿度环境以及测试频率下,测出其电容值,得到了IPS的湿敏特性曲线。研究发现,当相对湿度从11%RH逐渐增加到95%RH的过程中,在测试频率为100Hz时,IPS湿敏元件的电容值增大幅度达1500%,电容响应时间在升湿过程和脱湿过程分别为15s和5s,并且IPS湿敏元件的温度系数在15℃到35℃的范围内较小。结果表明:IPS湿敏元件的特性包括灵敏度、响应时间以及温度系数等均优于多孔硅(PS)湿敏元件的特性。