微电子机械系统中转速测量的光学方法

利用显微测量技术和CCD图像传感器的线性积分成像特性,将数字图像处理技术与时间积分成像技术用于微电子机械系统(MEMS)中的转速测量。只需分别摄取被测物体上的标志点在静止状态下的时间积分图像和运动状态下的时间积分图像,即可测得物体在该段曝光时间内的转速。该方法对实验设备及实验条件要求较宽松。实验表明该方法对微系统中近似匀速转动时转速的测量是完全可行的,且具有较高的精度。     

一种微静电开关系统的非线性动力学

在微型电子机械（MEMS）中，存在着多种非线性因素，诸如：几何非线性、静电力的非线性以及空气阻力的非线性等，它们严重影响着微机械系统的行为。对于一种具有典型结构的微静电开关，考虑机械、静电、挤压气隙三部分的因素，导出了系统单自由度非线性运动方程（保留到三阶非线性），用数值方法分析了静电激励变化导致的分岔，发现倍周期分岔、逆倍周期分岔广泛存在于该类系统中。     

微电子机械系统中的若干固体力学问题

简述了微电子机械系统若干固体力学问题研究的现状，包括：微构件材料的基本力学性能；微构件的力学分析与计算；微系统的失效分析研究；微系统的驱动等，并阐述了微系统力学问题中涉及的表面效应和尺度效应，提出了微系统多类型力作用，多种因素交叉，多学科耦合，非线性突出的特点和研究方向。     

基于严格电磁场模型的光学光刻仿真

光学光刻技术已广泛应用于微电子机械系统（MEMS）以及集成电路（IC）领域。由于光刻工艺设备的价格十分昂贵,因此利用光刻仿真这一技术来预期工艺结果并优化工艺中存在的问题就显得很有必要。研究了一种基于严格电磁场模型的求解方法波导方法,并将此方法拓展应用于模拟MEMS领域中的厚胶曝光场景。通过这一模型,可以模拟光刻胶内部的光强分布,并进一步预测出显影后的光刻胶形貌。最后,针对某些特定掩模版结构,给出它们的仿真结果并验证其正确性。     

第15届固态传感器、传动器与微系统国际会议(Ⅱ)

本届会议的专题报告按日程安排分述如下:(1)T Wacharalindu:以液态半导体为基础的微功率源--采用反射能量转换;(2)C M Waits,MMc Carthy,R Ghodea:供小规模动力系统中输送燃料用的、微电动机械系统的涡轮泵;(3)I D Block、P c Mcthals、M Ganoch:增强荧光与无标记成像联用仪;(4)L H Loo、Y D Lau:应用微结构的流体动力学偶联方法进行微型悬臂的质量因子的调谐;(5)K Imagawa,H Horilauchi,K Ikoda:应用心脏肌肉细胞的药物模拟方法的自给加热与流体泵送凝胶;(6)N Suhkl:供模拟在任何硅取向的表面组织与几何形态用的连续分格自动化技术.     

静电激励MEMS微结构吸合电压尺寸效应研究

基于应变梯度弹性理论,研究了静电激励MEMS微结构吸合电压的尺寸效应。利用最小势能原理分别推导出含尺寸效应的一维梁模型和二维板模型的高阶控制方程。采用广义微分求积法和拟弧长算法对控制方程进行了数值求解。结果表明,随着结构尺寸的降低,新模型所预测的归一化的吸合电压呈非线性增长,表现出尺寸效应(特别是当结构尺寸与内禀常数在同一数量级时尺寸效应更加强烈);而相应的经典理论模型并不能预测此尺寸效应。两种新模型可视为相应经典理论的推广。本文有助于研究MEMS微结构的特性并对微结构的设计有潜在的应用价值。     

膜片上薄膜体声波谐振器型微加速度计

针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入式FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速度计。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,既便于实现与硅微检测质量和FBAR的IC兼容集成加工,也利于改善微加速度计的灵敏度和温度稳定性。对由氧化硅/氮化硅双层复合膜片-硅检测质量惯性力敏结构和氮化铝FBAR检测元件集成的膜片上FBAR型微加速度计进行了初步的性能分析,验证了该结构的可行性。通过有限元模态分析和静力学仿真得出惯性加速度作用下膜片上FBAR结构的固有频率和弹性膜片上的应力分布;选取计算所得的最大应力作为FBAR中压电薄膜的应力载荷,结合依据第一性原理计算得到的纤锌矿氮化铝的弹性系数-应力关系,粗略估计了惯性加速度作用下氮化铝薄膜弹性系数的最大变化量;采用射频仿真软件,通过改变惯性加速度作用下弹性常数所对应的纵波声速,对比空载和不同惯性加速度作用下加速度计的谐振频率,得到加速度计的频率偏移特性和灵敏度。进一步分析仿真结果还发现:氧化硅/氮化硅膜片的一阶固有频率与高阶频率相隔较远,交叉耦合小;惯性加速度作用下,谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数k Hz/g,其加速度-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性。     

New Conserved Quantities of Noether-Mei Symmetry for Nonholonomic Mechanical System

Two new types of conserved quantities deduced by Noether-Mei symmetry of nonholonomic mechanical system are studied. The definition and criterion of Noether-Mei symmetry for the system are given. A coordination function is introduced, and the conditions under which the Noether-Mei symmetry leads to the two types of conserved quantities and the forms of the two types of conserved quantities are obtained. An illustrative example is given. The coordination function can be selected according to the demand for finding the gauge function, and the choice of the coordination function has multiformity, so more conserved quantities deduced from Noether-Mei symmetry of mechanical system can be obtained.     

稀薄气体动力学: 进展与应用

简要回顾了稀薄气体动力学的发展历程; 重点介绍了该领域最近二三十年的主要进展, 这突出表现在分子模拟方法(DSMC 方法、信息保存方法等) 的迅速发展与成功应用; 概述了航天工业、真空技术、微机电系统等尖端技术中的稀薄气流问题, 以及最近几届国际稀薄气体动力学会议的主题. 在此基础上指出了学科前沿问题, 以及几个与实际应用有关的重大问题, 如过渡流区高超声速三维非平衡流场的精细预测和实验验证、热层大气的时空演化规律与探测、以气体为介质的微机电系统设计与优化、真空环境下原子水平的材料制备工艺的定量设计.