- 曾汉春;胡延东;
基于直流绝缘式介电泳技术和数值模拟方法,设计了一种二维微扩锯齿状微通道,实现对直径分别为4,8,12,16和20μm的聚苯乙烯微粒进行多目标同时分离。通过分析介电泳力对微粒运动轨迹的影响,并与平行锯齿状微通道中颗粒在运动过程中的受力及分离效果进行对比,结果表明微扩锯齿状微通道能够实现多种不同直径微粒的完全分离,且分离效果优于平行锯齿状微通道,更有利于多目标的高通量分离。通过进一步调节微扩通道扩展角、电压以及管道齿数对微扩通道进行优化,使其分离效果与性价比达到最优。此项研究为同时进行多目标微粒的高精度、高通量、连续分离提供新思路和理论支持。
2016年05期 v.53;No.468 297-303+339页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 郑亮;黄海波;李相鹏;
提出了一种基于磁场驱动的蝌蚪形微型机器人系统。系统主要包含基于Helmholtz线圈搭建的磁场控制平台和一个特征长度为4 mm的具有蝌蚪外形的微机器人。通过在线圈中施加符合特定变化规律的电流信号来产生绕定轴振荡的外驱动磁场,再驱动位于控制平台内的磁力微机器人进行同频摆动,依靠微机器人尾部将摆动转化为前进的推力,从而模拟蝌蚪在液体环境下运动。实验中在频率为2.5 Hz、磁感应强度为5.7 mT的弱外磁场驱动下,成功驱动了微机器人向前运动,且初步设计的原型机运动速度约为1 mm/s,验证了提出的驱动方式和设计的驱动系统的可行性和有效性。
2016年05期 v.53;No.468 304-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K] [下载次数：373 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王续博;张国军;郭楠;郭静;张文栋;
针对传统矢量水听器在实际应用中需要辅助弹性悬挂,不便于工程应用的问题,设计并制造了一种具有低加速度灵敏度可刚性固定的差分型MEMS矢量水听器。介绍了该水听器的工作原理,制作了试验样机。搭建实验平台对样机进行测试,结果表明:500 Hz时声压灵敏度为-185 dB(0dB参考值1 V/μPa),频带内指向性凹点深度大于30 dB,加速度灵敏度相对于普通型矢量水听器下降20 dB(0dB参考值1 V/g)。理论与实验证明该差分型MEMS矢量水听器可以实现刚性固定的目的,具有广泛的工程应用前景。
2016年05期 v.53;No.468 310-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K] [下载次数：287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 梁赪;吴大军;王连卫;
宏多孔硅基于MEMS技术,通过清洗、氧化、光刻和湿法刻蚀等工艺流程制备,其大比表面积的多孔三维结构可作为很好的骨架结构。以宏多孔硅为基底,在其表面以及通道内沉积集流层,制备的宏孔导电网络可作为微型储能器件电极的衬底。实验改进了传统浸泡的沉积方法,使其优化为液流沉积,显著改善了集流层沉积不均匀现象。改善后的宏孔导电网络集流层均匀性良好,在作为储能器件的衬底时,可以更好地沉积活性物质,增强其黏附性、扩大储能器件的容量,并在后续储能器件的循环测试中起到大幅度提高稳定性的作用。
2016年05期 v.53;No.468 316-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 425K] [下载次数：86 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 付星星;刘扬;张国义;
为进一步提高基于图形化蓝宝石衬底(PSS)技术的氮化镓(GaN)基LED的出光效率,针对PSS微结构的侧壁弧度进行了优化设计。研究实验采用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术,通过优化三氟甲烷(CHF3)和三氯化硼(BCl3)气体体积流量比,实现了对微结构侧壁弧度的有效调控。此外,对各种类型GaN基LED芯片的光学特性进行了测试表征,并结合蒙特卡罗光线追迹方法模拟了PSS微结构的侧壁弧度变化对LED轴向、侧面和总出光效率的影响。实验和理论模拟结果表明,微结构的侧壁弧度对LED出光效率有显著影响,当微结构侧壁中心到内接圆锥侧壁中心的距离为(150±10)nm时,LED的出光效率将进一步提高8.9%。
2016年05期 v.53;No.468 321-325页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K] [下载次数：284 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 栾晓东;刘玉岭;王辰伟;牛新环;王娟;张文倩;
研究了抛光液中磨料、螯合剂、表面活性剂和氧化剂对Cu/Ru/SiO2材料去除速率选择比的影响。利用电化学和磨料颗粒表面Zeta电位对H2O2和KIO4在Cu/Ru抛光中的作用进行了分析。采用原子力显微镜观察了Cu表面的微观形貌。结果表明:无任何氧化剂的抛光液中,Cu和SiO2的抛光速率随着磨料质量分数的升高而增加,Ru的抛光速率几乎为0nm/min,磨料含量对材料抛光速率选择比的影响最大;抛光液中加入表面活性剂可使Cu表面粗糙度由6.76 nm降低到1.286 nm。由于Cu和Ru表面氧化物致密,导致电离的金属离子有限,结果 Ru和Cu的抛光速率随着螯合剂体积的增加变化不明显;H2O2可显著提高Cu的抛光速率,而Ru的抛光速率由0nm/min只提升到24.3 nm/min,KIO4可同时提高Cu,Ru和SiO2的抛光速率,且Cu和Ru抛光速率比接近1∶1。
2016年05期 v.53;No.468 326-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ] - 高均超;段力;王英;刘民;王凤丹;丁桂甫;王强;郑芳芳;邵靖;
介绍和表征了一种制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)软模板的工艺方法,并实现了非平面微加工工艺的图形转移。首先采用深硅电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺制备了具有图形的硅片硬母版,然后用PDMS对硅片硬母版进行倒模复制,从而得到具有图形的PDMS软模板。对所制备的PDMS软模板和硅片硬母版结构的形貌、结构尺寸进行观测对比,结果显示PDMS软模板成功复制了硅片上的图形。将α-氰基丙烯酸乙酯旋涂到PDMS软模板上,然后将PDMS软模板上的图形转印到航空发动机叶片表面进行二次复制。在叶片表面得到的图形化结果为MEMS传感器的制作打下了坚实的基础。本实验提出的这种用PDMS转印的软光刻工艺可代替传统的光刻工艺,能够普遍适用于曲表面的三维结构集成制造。
2016年05期 v.53;No.468 333-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K] [下载次数：982 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：1 ] - 李光涛;田铭;周思渊;李端松;
为了避免深沟槽隔离过程中出现缝隙,提出了一种有利于多晶硅回填的倒梯形沟槽。这种沟槽的开口处宽度比底部宽度大,使用了一种优化的微机械加工工艺,利用各向同性刻蚀形成了一种倒梯形沟槽。另一方面,对于填充效果而言,完全光滑过渡的曲线型沟槽好于具有尖锐转角的曲线型沟槽。相比于直线型沟槽,完全光滑过渡的曲线型沟槽可以提高机械连接强度。通过使用新的沟槽设计以及优化的微机械工艺,可以获得无缝隙的深沟槽,最终实现了一种无缝隙的沟槽隔离,保证了两个可动结构之间或一个可动结构和一个固定结构之间的电绝缘。
2016年05期 v.53;No.468 340-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵润;高鹏飞;刘浩;李庆伟;何刚;
氮化硅(SiNx)薄膜是一种广泛应用于半导体光电器件的介质膜,其性质的优劣直接影响器件的性能。使用SiH4与NH3作为反应气体制备出的氮化硅薄膜含有大量氢,应用于某些光电器件时,会导致器件工作时光电特性不稳定。针对此问题研发了一种使用SiH4与N2作为反应气体,Ar作为稀释气体的工艺方法,即无氨工艺。使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,通过研究各工艺参数对薄膜性能的影响,制备出了一种含氢量低的氮化硅薄膜。通过傅里叶变换红外吸收谱(FTIR)测试了无氨工艺制备的氮化硅薄膜的含氢量,和使用SiH4与NH3作为反应气体制备出的氮化硅薄膜相比含氢量明显降低。
2016年05期 v.53;No.468 345-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K] [下载次数：147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ]