MOS力敏运算放大器

利用MOSFET的压阻效应,本文提出了力敏运算放大器的概念、基本原理和设计思想.作为其应用之一,研制出一种新型集成压力传感器——集成MOS力敏运放压力传感器.这种压力传感器具有很高的压力响应灵敏度,可望在诸多领域有广泛应用.     

硅基法布里-珀罗微腔的室温发光

提出了一种新型基于法布里 -珀罗 (F- P)微腔的发光器件结构 .它采用 PECVD方法制备的非晶硅 /二氧化硅结构作为微腔中的布拉格反射腔 ,非晶碳化硅薄膜作为中间光发射层 ,通过对一维方向光子的限制 ,使发光层荧光强度增强 ,谱线变窄 .通过调节发光层和反射腔膜厚及折射率 ,可以精确控制发光峰位 .实验结果证明该结构可望实现全硅基材料的强室温可见光发射 .     

ICP-CVD制备高质量疏水性碳氟聚合物薄膜的研究

在室温下以c-C4F8为反应气体,采用电感耦合等离子体化学气相淀积(ICP-CVD)法制备出碳氟聚合物薄膜,研究了工艺条件与薄膜的光、电性能和结构与疏水性的相关性。结果表明,薄膜结构均匀致密,主要由C-CFX、CF、CF2和CF3组成;当射频功率为400 W,c-C4F8的流量为40 sccm时,制备出的薄膜和去离子水之间的接触角高达112°。     

高温退火前后低碳含量a—SiCx：H薄膜结构和荧光特性的研究

采用Raman光谱，结合光致发光和X射线衍射测量对富硅a-SiCx:H薄膜的结构及荧光特性进行了详细研究。结果表明，刚制备的样品中由于硅和碳原子的电负性和原子尺寸的差异，出现了化学集团效应，即样品基本保持了a-Si:H中的网络结构，只有少量的Si——C键存在，碳主要以CHn的形式与SiHn和Si——C键一起作为硅团簇的边界。样品表现出较强的室温荧光，发光主要来自CHn,SiHn和Si——C键边界区域对硅团簇中载流子的限制作用。样品在1250℃氮气中退火1h后，不但有平均尺寸为24.8mm的硅晶粒析出，还有少量的SiC晶粒析出，退火后样品的荧光峰较退火前有大的蓝移，且半高宽变窄，这与析出的SiC晶粒有关。     

硅基法布里-珀罗微腔的红光发射

以 PECVD 为制备工艺 a-SiO2 = H/ a-Si= H 为分布式布拉格反射镜的多层膜 a-SiC:= H 为中间腔体发光材 料 制备出垂直腔面的发光微腔. 根据模拟结果确定了微腔的多层膜层数和排列顺序 并在 250C 下制备出了这种 微腔. 将微腔样品分别在不同温度下进行退火 对退火前后的微腔进行了反射谱和光致发光谱研究. 结果表明 微 腔能激射出波长为 743nm 半高宽为 9nm 的光 在 350C 退火后发光性能进一步提高 而 450C 退火后 性能恶化.     

带有悬浮锥形圆环的液体变焦透镜

基于介质上电润湿效应提出了一种由覆盖有导电氧化铟锡(ITO)薄膜和疏水介质薄膜的玻璃片,悬浮在玻璃片上方的锥形金属圆环以及透镜中的液体组成的液体变焦透镜结构。通过改变施加在接地金属圆环和ITO控制电极之间的电压,实现了透镜液体的弯月面位置和曲率的可逆调整,从而改变透镜焦距。悬浮的金属圆环同时被用来使透镜中的水滴自居中,讨论了具有自居中效应的不同悬浮圆环形状对弯月面光学功率变化范围的影响。实验结果表明,施加40 V电压可以使透镜样品在2.5 cm和无限远之间聚焦,同时拥有高成像质量,光学功率变化范围达40 m^-1。本文设计的液体变焦透镜兼具低功耗、小尺寸和高度可逆等特性,在微透镜应用领域具有很大优势。     

基于介质上电润湿的数字微流控器件的模拟

根据介质上电润湿的基本理论,利用计算流体动力学软件CFD—ACE＋,成功模拟出了典型的“三明治”结构数字微流控器件中水滴输运、产生、分离和合并的全过程。模拟结果显示,上下极板间距和液滴输运速度之间呈线性关系;并且,当极板间距大于200μm时,液滴分离容易失败。模拟结果与已有的实验结果符合的非常好。     

基于MOSFET漏电流温度特性的室温红外探测器

基于MOSFET的漏电流温度特性，提出了一种可与CMOS工艺兼容的新型室温红外探测器。它采用在SOI衬底上实现的MOSFET作为探测红外灵敏元，在MOSFET的钝化层上制作可提高红外吸收率的光学谐振腔，并利用硅微机械加工技术将SOI的隐埋氧化层悬空，形成热绝缘微桥结构。MOSFET在担当探测红外辐射灵敏元的同时，又作为放大处理电路的一部分，简化了电路。分析表明，探测器的探测率可高达10^9-10^10cmHz^1/2W^-1.     

用于微流控芯片系统的超疏水表面的制备

为了分析超疏水表面的物理特性及应用前景,介绍了粗糙超疏水表面的两种理论模型,提出了一种基于MEMS加工技术的超疏水表面制备工艺,即利用ICP刻蚀工艺制备规则的硅方柱,并用旋转涂覆TeflonAF1600作为疏水薄膜,制备了疏水特性可控的硅表面。对接触角进行了测量,结果表明,在平整Teflon薄膜表面上,去离子水液滴的本征接触角约为117°,在边长间距比为10μm/35μm的方柱表面上的去离子水液滴显现接触角可达170°。另处,还给出了为避免Wenzel液滴出现的“安全”设计参数(方柱间距边长比小于2.5),以及一种基于润湿性梯度的微流体操控方案。