4H-SiC肖特基微型同位素电池(英文)

半导体同位素电池由于其寿命长、集成性优良、环境适应性强等特点成为解决MEMS能源问题的理想手段。利用4H-SiC材料的宽禁带特性,制造了4H-SiC肖特基同位素电池。对电池的耗尽层厚度以及掺杂浓度进行了优化设计,对肖特基金属进行了选择。使用4mCi/cm2的63Ni作为同位素电池的放射源对制造的同位素电池进行了测试。测试结果表明,该同位素电池可以获得31.3nW/cm2的功率密度、0.5V的开路电压、3.13×10-8A/cm2的短路电流密度和1.3%的转换效率。将电池的输出特性和硅基的平板型、3D结构电池输出特性进行了比较,证明4H-SiC肖特基同位素电池能够获得较高的功率密度。电池的性能可通过提升势垒高度、提高工艺质量、更换同位素等方式得到提高。     

多晶体材料微构件尺度效应的实验和模型研究

归纳了微电子机械系统中多晶体材料微构件在微塑性加工和应用中其力学性能所表现出来的尺度效应及其多种尺寸关联的主要特征,介绍了微构件外形几何尺寸和材料内部微结构尺寸对其弹、塑性力学性能尺度效应耦合影响的实验和模型研究的主要进展。重点总结并分析了多晶体材料微构件越小越强和越小越弱两种类型尺度效应的研究方法以及测试、影响因素及微观机理初步分析的结果。结论是:微构件内、外尺寸的耦合关联影响控制了尺度效应和与其相对应的材料内在特征长度,今后如能进一步探明微构件外形结构尺寸、晶粒尺寸和材料内在特征长度与其性能异变之间的制约关系,基于晶体学和高阶理论建立较全面、系统的力学分析模型,将有可能揭示微构件多晶材料内在特征长度的微结构控制的机理,进而实现通过调控材料的微结构控制微构件的宏观力学性能。     

MEMS电磁执行器CoNi MnP永磁体阵列的制备

永磁材料在微电子机械系统 (MEMS)器件中具有重要的应用价值 ,例如微型开关、微型继电器以及微泵、微阀中作电磁执行器等。本文介绍了CoNiMnP永磁体阵列的制备技术 ,给出了工艺制备的实验条件 ,并利用SEM分析了阵列的表面形貌 ,电子能谱分析了永磁材料组分。实验结果表明 ,得到了很好的CoNiMnP永磁体阵列结构 ,具有较高的矫顽磁力的材料组分比例 :Co 85 %、Ni14 %。     

基于RF MEMS开关的新型双频带功率放大器

RF MEMS开关具有低损耗、低功耗、尺寸小和易于集成等优点而被广泛应用于各种可重构射频电路及系统中。通过分析比较电容并联式和串联式RF MEMS开关两种电路结构的射频性能,设计了一种基于RF MEMS开关的新型功率放大器,使用RF MEMS开关控制匹配网络来实现双工作频带的转换。结果表明,设计的功率放大器在2.35GHz和1.25GHz两个工作频带下,功率附加效率(PAE)和输出功率(Pout)可分别达到72%、67%及40.8、42.7dBm。该功率放大器具有较高的功率附加效率和输出功率,适用于多频带的射频系统,对RF MEMS器件在可重构系统中的应用具有一定参考价值。     

新型应力不敏感FBG温度传感封装结构

光纤Bragg光栅（FBG）可以同时传感多个参量,但当仅需测量一个参量时,测量结果可能会受到一个或多个其他参量的影响,其中以温度和应力交叉敏感最为突出。为此,对比了其他几种应力不敏感型FBG温度传感器的优缺点,设计了一种新型的应力不敏感FBG温度传感封装结构,并通过实验验证了其温度传感性能及应力不敏感性。     

微驱动器的压电-弹性耦合分析(英文)

压电弹性耦合结构是实现MEMS微流体驱动的一种重要方式,掌握压电-弹性振动的耦合机理是微流体驱动协调控制的关键。针对压电与硅膜耦合微驱动结构,基于压电效应和弹性薄板理论,采用Rayleigh-Ritz能量法建立了周边固支边界条件下,弹性振动硅膜与压电驱动膜片耦合振动的理论模型,推导并计算了该微驱动结构的耦合振型及谐振频率。基于激光测振仪进行了该压电微驱动结构的振动测试实验,经实验模态分析获得了实测的谐振频率。理论计算结果与实验测试结果的对比分析表明,两者基本相符,验证了理论分析模型的正确性,为MEMS微流体的驱动与控制提供了一定的理论基础和实验依据。     

一种用于MEMS电容式加速度计的116dB动态范围CMOS读出电路

A high stability in-circuit reprogrammable technique control system for a capacitive MEMS accelerometer is presented. Modulation and demodulation are used to separate the signal from the low frequency noise. A low-noise low-offset charge integrator is employed in this circuit to implement a capacitance-to-voltage converter and minimize the noise and offset. The application-specific integrated circuit （ASIC） is fabricated in a 0.5 /μm one-ploy three-metal CMOS process. The measured results of the proposed circuit show that the noise floor of the ASIC is -116 dBV, the sensitivity of the accelerometer is 66 mV/g with a nonlinearity of 0.5%. The chip occupies 3.5×2.5 mm2 and the current is 3.5 mA.     

柔性有机发光器件封装材料气体渗透率的质谱法测量

柔性有机电致发光器件(FOLED)封装材料的研究已成为目前国内外FOLED研究的热点。如何测量水蒸汽、氧气和其他活性气体对FOLED封装材料的渗透率, 是FOLED封装材料研究的一个重要课题。提出用质谱分析技术解决柔性有机电致发光器件封装材料气体渗透率的测量问题, 建立了一个封装材料渗透率的质谱法测量系统。介绍了该系统的原理, 利用该系统测量了水蒸汽、氧气和二氧化碳等气体对PET塑料, 以及水蒸汽对ITO薄膜、银薄膜等材料的渗透率。所获得的实验结果与其他文献报道的数据进行了比较, 证明质谱法测量的结果是可信的。     

基于氮化镓的导模共振滤波器仿真分析

根据严格耦合波理论和等效介质理论,提出了针对C波段、基于半导体材料氮化镓的亚波长导模共振滤波器结构及设计方法。详细探讨了在强调制光栅的高占空比作用下,光栅周期和入射波角度对滤波器反射谱共振波长的影响。在保持滤波效果为高衍射率(共振波长峰值反射率达到99.5%以上)、低旁带和窄线宽的条件下,利用其对入射波角度的敏感性,结合仿真数值提出了一种通过 MEMS(微机电系统)平面反射镜调谐入射角角度(0~4.07°),从而线性地控制共振波长输出(调谐范围为36 nm),实现峰值半宽高低于0.8 nm的C波段可调滤波器。     

超支化聚苯基硅树脂改性封装用环氧树脂研究

文中通过合成超支化的聚苯基硅树脂体系,对环氧树脂进行改性,以提升其介电、耐湿、耐热和力学性能。研究表明,超支化聚苯基硅树脂体系（HBPSi）的加入量在0~10wt%时,改性后的树脂体系介电、耐湿、耐热和力学性能随着HBPSi增加而提升;而在大于10wt%时,其性能的提升减缓。产生这种结果主要归因于一方面HBPSi与EP中的羟基反应,消耗了环氧树脂体系的羟基,另一方面是引入了大量的柔性硅氧链节。