一种集成三维微力传感器的微夹持器研制

微操作中力的检测与控制是实现无损伤操作的关键。因此,该文提出了一种以压阻检测技术为基础,集成三维微力传感器的微夹持器。传感器标定实验结果表明,该传感器具有耦合小,测量分辨率高,线性度好的优点。传感器量程为-10~ 10 mN,在x、y向的分辨率均为2.4μN,z向的分辨率为4.2μN。微夹持器采用压电陶瓷驱动两级柔性放大机构,实现张合量300μm,完成了微夹持实验。     

微操作中力的检测及控制

微操作过程中,操作对象的特征尺寸通常小于1 mm。由于尺度效应和表面效应,操作对象本身的重力和惯性力不再起主导作用,粘附力作用成为影响微操作成败的关键因素。这就导致了单靠宏观上的操作技术不能充分解决微观领域操作问题。该文在论述微操作过程中粘附力作用机理的基础上给出了一些微操作过程中有关力的检测、控制的可行方法。     

用于纳米操作的硅基集成式微型 xy 定位平台

针对纳米级定位平台小型化和高定位精度的要求,基于体硅工艺研制出一种集结构、驱动和位移检测一体化的集成式微型纳米级xy定位平台. 采用体硅双面深度反应离子刻蚀（DRIE）技术释放出高深宽比的静电梳齿驱动器、检测梁及定位平台结构. 由于定位平台属于面内运动,为了提高面内运动位移检测的灵敏度提出了一种利用离子注入工艺和DRIE技术相结合制作检测梁侧壁压阻的方法,并利用该侧壁压阻工艺成功地把基于侧壁压阻式的位移传感器集成到微型xy定位平台上. 实验测试表明,位移传感器的灵敏度优于1.17mV/μm,线形度优于0.814%,当驱动电压取30V时,定位平台的单轴输出位移可达±10μm,并且定位平台x方向和y方向上的位移耦合量非常小;在空气条件下测得定位平台的一阶固有频率为983Hz.     

基于(111)硅单片集成三轴加速度计的工艺研究北大核心

介绍了一种新型单片集成电容式三轴微加速度计的加工方法,该方法采用非绝缘体上硅(SOI)的单硅片单面加工技术,易于与IC工艺兼容,而且成本低廉,成品率高,适用于批量生产,可替代传统的SOI工艺。该方法主要利用硅深度反应离子刻蚀(DRIE)技术结合普通(111)单晶硅片内部可选择性横向自停止腐蚀技术制作并释放得到悬浮可动的敏感结构。此外,创新的锚点设计不仅使检测电极之间相互电学隔离,而且便于引线键合与封装。最后基于开环接口电路对加工制造的三轴加速度计进行了测试,验证了该工艺的可行性。     

基于压电驱动的靶球筛选操作机理及实验研究

针对惯性约束聚变中靶球筛选操作的粘着问题,提出一种基于压电驱动控制的微操作方法,并结合微机电系统(MEMS)技术和微驱动方法,研制压电驱动操作模块用于实验研究.首先,分析微尺度对象粘着机理并进行粘着接触模型的建立,并在此基础上提出对操作工具施加振动,利用惯性力作用克服粘着力的动态操作方法;同时,结合靶球筛选操作的特点,分析操作控制策略;最后建立了基于压电驱动的微操作实验系统.针对直径Φ50～400 μm的靶球对象进行操作实验,成功实现了靶球样品的高效、准确拾取和释放,拾取和释放成功率大于90％.     

纳米操作系统研究现状及关键技术

纳米操作技术是能精确地改变、控制原子、分子及纳米尺度器件的技术。在总结纳米操作系统的概念、组成结构的基础上,分析了国内外的最新动态及其关键技术,为纳米操作系统的进一步设计与开发提供了翔实的信息和参考依据,并对纳米操作系统未来的发展趋势进行了展望。     

基于侧壁压阻式的位移传感器研制及应用

为了提高面内运动位移检测的灵敏度和改善侧壁压阻工艺与其他工艺间的兼容性问题,研究了一种可用于面内运动位移检测的传感器,提出了利用离子注入工艺和深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺相结合制作榆测梁侧壁压阻的方法.侧壁压阻式位移传感器的灵敏度比在检测梁表面制作压阻的传统位移传感器高近一倍.同时把位移传感器集成到基于体硅工艺的纳米级定位平台上,实验测试表明.这种位移传感器加工技术可以很容易地与其他工艺相兼容,位移传感器的灵敏度优于0.903mV/μm,线形度优于O.814%,分辨率优于12.3nm.     

基于侧壁压阻式的位移传感器研制及应用

为了提高面内运动位移检测的灵敏度和改善侧壁压阻工艺与其他工艺间的兼容性问题,研究了一种可用于面内运动位移检测的传感器,提出了利用离子注入工艺和深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺相结合制作榆测梁侧壁压阻的方法.侧壁压阻式位移传感器的灵敏度比在检测梁表面制作压阻的传统位移传感器高近一倍.同时把位移传感器集成到基于体硅工艺的纳米级定位平台上,实验测试表明.这种位移传感器加工技术可以很容易地与其他工艺相兼容,位移传感器的灵敏度优于0.903mV/μm,线形度优于O.814%,分辨率优于12.3nm.     

用于纳米操作的硅基集成式微型 xy 定位平台

针对纳米级定位平台小型化和高定位精度的要求,基于体硅工艺研制出一种集结构、驱动和位移检测一体化的集成式微型纳米级xy定位平台.采用体硅双面深度反应离子刻蚀(DRIE)技术释放出高深宽比的静电梳齿驱动器、检测梁及定位平台结构.由于定位平台属于面内运动,为了提高面内运动位移榆测的灵敏度提出了一种利用离子注入工艺和DRIE技术相结合制作检测梁侧壁压阻的方法.并利用该侧壁压阻工艺成功地把基于侧壁压阻式的位移传感器集成到微型xy定位平台上.实验测试表明,位移传感器的灵敏度优于1.17mV/μm,线形度优于0.814%,当驱动电压取30V时,定位平台的单轴输出位移可达±10/μm,并且定位平台x方向和y方向上的位移耦合量非常小;在空气条件下测得定位平台的一阶固有频率为983Hz.