第六章红外热成像器件与技术
6.6 光学读出成像器件
光学读出成像器件
◆微悬臂梁成像器件
◆热光阀调制成像器件
6.6 光学读出成像器件6.6.1 微悬臂梁成像器件
微悬臂梁成像器件
?一种热机械的非制冷红外探测器
——微机电系统MEMS(Micro-
Electro-Mechanical System)技术发展的产物，利用机械力学性质探测红外辐射。?FPA 单元吸收入射红外辐射产生温升时，组成微悬臂梁的双材料热膨胀系数不同，悬臂梁会弯曲变形。?利用光学方法检测这种热致形变进而可转化为热红外图像。双材料微悬臂梁红外探测器焦平面阵列
（微梁单元尺度200μm ×200μm ，单材料梁宽2μm ，微梁宽10μm 。整个微梁
阵列由100×100个微量单元组成。）
变形结构主要由回折次数n 的多组回折梁组成。回折结构中，包含一个SiN x ／Au 双材料变形梁和一个单材料SiN x 回折梁构成，镜面采用SiN x ／Au 双材料层结构。微悬臂梁的变形结构
Au
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双材料结构和回折结构，能够很好的实现散热功能，使探测器工作的时候参考温度保持恒定，测量值更加准确。
微悬臂梁的变形结构
基于MEMS微悬臂梁的光学读出成像系统
目前实验室能达到的性能与理论计算
还有很大程度的差距，其潜在的制作
简单、成本低的优势将有待未来技术
发展的开发。
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基于热光阀的光学读出成像系统
?当窄带近红外光源“探测”到芯片上的每个像元的温度时，对应像元的探测信号将被反射出的芯片，落在CMOS相机的传感器上。
?因反射信号的大小与像元温度有关，故反射出来的信号光代表景物温度分布特性。
微悬臂梁气体传感器研究 摘要：气体检测在人们生产生活中的应用十分广泛,特别是在安全生产方面, 气体传感器作为一大类对各种气体敏感的器件，能检测各种气体的成分和浓度，所以被广泛应用于诸多领域，微悬臂梁拥有其特有的优点，而且用它做成的传感器灵敏度非常高，使得微悬臂梁在制作微传感器方面得到了广泛的运用。本文将就微悬臂梁气体传感器的目前发展状况、原理、制作工艺、弯曲测量方式和应用等几个方面进行分析。 关键词：悬臂梁气体传感器MEMS 压电谐振 引言： 气体检测在人们生产生活中的应用十分广泛,特别是在安全生产方面, 气体传感器作为一大类对各种气体敏感的器件，能检测各种气体的成分和浓度，所以被广泛应用于探测各种有毒有害气体，各种可燃性气体，温室效应气体和污染环境气体;检测和监控汽车尾气、工业废气探测与分析食品的气味和人的呼气以了解食品的新鲜度及人体的健康状况。气体传感器直接关系到人们的生命财产安全。目前MEMS气敏传感器分为硅微结构气敏传感器和硅基微结构气敏传感器两大类，包括MOSFET型、固体电解质型、金属氧化物型和谐振型等。其中谐振式微梁传感器属于质量敏感传感器，其灵敏度极高，理论上最小检测质量可以达到1.4xlo一229[‘2〕，成为研究热点之一。本文将就微悬臂梁气体传感器的墓前发展状况、原理、制作工艺、弯曲测量方式等几个方面进行分析。 正文： 一、微悬臂梁气体传感器的发展 1858年，人们最早发现在对薄片金属基底进行镀膜时，基底本身会被发生弯曲变形。尽管这种由于分子在界面上的吸附而导致的基底变形现象很早就被发现，但在当时并为引起太多的注意。直到1943年Norton在他申请的一份专利中提出:利用氢气在金属把表面的吸附效应来制造一种把/白金的双金属片氢传感器。1969年Shaver用一根长100mm，宽5mm，厚125μm 的钯/银双金属悬臂梁进行了实验，证实了Norton的想法。1979年美国橡树岭国家实验室的Taylor等人用这一方法对更多的气体进行了实验:他们用一根长100mm，单面镀有80nm金的镍材料悬臂梁研究了He，HZ，NH3，和HZS的吸附现象。虽然陆续有实验对这种传感方法进行研究，但始终没有取得比较大的进展。其主要原因在于:用来传感的悬臂梁尺寸受限于当时
文件编号：GD/FS-8813 （安全管理范本系列） 微悬臂梁生化传感器在液体环境中的应用详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
微悬臂梁生化传感器在液体环境中 的应用详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 近年来，生化传感器中加入了新型的微悬臂梁装置，不仅为生化传感器中的集成、便捷功能提供了前提条件，微悬臂梁生化传感器还有可能发展成为高灵敏度探测识别多种分子的检测仪器。微悬臂梁作为一门新兴的生化传感器技术，具有体积小、灵敏度好、响应速度快以及较易集成等优点，因此在液体环境中发挥着极大地作用而得到广泛应用。 生化传感器是由分子敏感成与物理换能器两种要素组成、利用识别元件检测化学分子数量和活性的装置。当生化传感器中加入了微悬臂梁这种新型微机电装置后，使生化传感器具备了高集成、便捷式等特
点，使其敏感度增加、检测能力得到增强。微悬臂梁生化传感器涉及了诸多方面如基因组学、环境检测、药物筛选以及临床诊断等，应用性强。接下来将来探讨微悬臂梁生化传感器在液体环境中的应用。 1.微悬臂梁生化传感器在液体环境中的工作模式 1.1 工作模式 微悬臂梁通过表面上分子吸附或者是分子识别的发生来进行悬臂的弯曲与共振，根据各种信号读出方式的具体特点，微悬臂梁生化传感器可以分别利用静态模式或者是动态模式两种方式来分别对悬臂弯曲和悬臂共振频率这两个物理量进行检测。运用静态模式对微悬臂梁生化传感器悬臂弯曲进行检测，微悬臂梁表面的分子之间会发生相互作用力，致使悬臂反应面与非反应面之间产生应力差，进而微悬臂梁的悬臂产生弯曲与共振，最后根据悬臂弯曲程度的检测结果来
电子科技大学光电信息学院 课程设计论文课程名称传感技术 题目名称微悬臂梁气体传感器研究 学号2705105018 姓名张波 指导老师太惠玲 起止时间2010年5月1日至2010年5月30日 2010年5 月 30日 电子科技大学光电信息学院
课程设计任务书 一、课程名称___ 传感技术_______ ____________ __ 二、课程设计题目_______微悬臂梁气体传感器研究_________________________________ 三、课程设计目的 随着MEMS技术（Micro Electro-Mechanical System）的飞速发展及其在传感器领域的应用，以微悬臂梁为基础构成的生物化学传感器成为传感器领域的一个研究热点与难点。该类型气体传感器的制备与检测涉及材料、半导体工艺与电路等各个学科，因此本课程设计旨在通过对微悬臂梁气体传感器国内外研究现状的考察与分析，充分理解该类型传感器的工作原理，并掌握其制备工艺与测试技术。 四、课程设计要求 本课程设计要求在查阅微悬臂梁气体传感器国内外文献的基础上，掌握该类传感器的传感模式、表面修饰技术、MEMS工艺及检测电路的设计与制备等关键技术，并完成课程设计报告。 五、课程设计任务和内容材料，机理器件。检测电路 （1）理解微悬臂梁气体传感器的敏感机理； （2）学习微悬臂梁气体传感器的表面修饰技术和MEMS制备工艺； （3）学习微悬臂梁气体传感器后端检测电路的设计； （4）完成课程设计报告。 六、参考文献 [1] J. Zhou, P. Li, Zeolite-modified microcantilever gas sensor for indoor air control, Sensors and Actuators B, 2003, 94(3): 337-342 [2] J. Zhou, P. Li, Self-excited piezoelectric mocrocantilever for gas detection, Microelectronic Engineering, 2003, 69(1): 37-46 [3] G. Zuo, X. X. Li, P. Li, Trace TNT vapor detection with an SAM function piezoresistive SiO2 microcantilever, Ananlytica Chemical Acta, 2006, 580: 123-127 [4] D. Ying, G. Wei, Y. Zheng, Thermally-excited MEMS cantilever resonator for gas sensing, Nanotechnology and Precision Engineering, 2009, 7(2): 119-122 指导教师签名：太惠玲日期： 2010 年4月 13日
第38卷第6期2016年12月 探测与控制学报Journal of Detection &Control Vol .38No .6Dec .2016 一?收稿日期:2016-04-03 基金项目:国家自然科学基金项目资助(51475245) 作者简介:尹立威(1992 ),男,四川简阳人,硕士研究生,研究方向:微机电系统设计三E -mail :sc y inlw@sina .com 三 高冲击下微悬臂梁动态响应特性 尹立威,聂伟荣,席占稳,周织建 (南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094) 摘一要:针对高冲击下微构件动态响应特性的经典理论值与实验结果存在较大误差的问题,提出了高冲击下 微悬臂梁尺寸效应模型并分析了其动态响应特性三该方法可描述微悬臂梁的弯曲特性二固有特性二动态响应特性的尺寸效应现象三实例分析表明,当微悬臂梁特征尺寸和内禀特征尺寸处于同一量级时,高冲击下微悬臂梁的弯曲挠度二固有频率二动态位移响应均表现出明显的尺寸效应现象,合理地解释了实验结果与经典理论值存在误差较大的问题三 关键词:高冲击;微悬臂梁;动态响应;尺寸效应;应变梯度理论 中图分类号:TJ430一一一一文献标志码:A 一一一一文章编号:1008-1194(2016)06-0020-06 D y namic Res p onse Characteristics of Micro Cantilever Beam Under Hi g h Im p act YIN Liwei ,NIE Weiron g ,XI Zhanwen ,ZHOU Zhi j ian (School of Mechanical En g ineerin g ,Nan j in g Universit y of Science and Technolo gy ,Nan j in g 210094,China ) Abstract :In view of the obvious difference between classical theoretical value and ex p erimental result of d y nam -ic res p onse characteristics of micro com p onents under hi g h im p act ,a size effect model of micro cantilever beam under hi g h im p act was p ut forward ,and its d y namic res p onse characteristic was anal y zed de p end on the theor y of strain g radient.The size effect p henomenon about bendin g p ro p erties ,inherent characteristics and d y namic res p onse of micro cantilever beam can be described b y this method.The results show that the size effect of ben -din g deflection ,natural fre q uenc y and d y namic dis p lacement res p onse of micro cantilever beam is obvious when characteristic dimension of micro cantilever beam and its intrinsic characteristics size are in the same order ,thus ,the obvious difference between classical theoretical value and ex p erimental result of d y namic res p onse character - istics can be described reasonabl y . Ke y words :hi g h im p act ;micro cantilever beam ;d y namic res p onse ;size effect ;strain g radient theor y 0一引言 微机电系统(Micro -Electro -Mechanical S y s -tems ,MEMS ) 器件凭借其微型化二集成化二智能化二低成本二高性能二可批量生产等优点在仪器测量二汽车电子二航空航天二国防事业二生物医学和环保等人们所接触到的几乎所有领域都有着巨大的应用前 景[ 1 2] 三这些MEMS 器件中的微构件根据形状尺寸和受力特点,可以简化为微梁二微板等力学模型三当MEMS 器件的几何尺寸在微米甚至纳米量级时,微结构的力学及其他性能将与宏观尺寸下的性能有 着很大的差别,表现出微观效应[ 3] 三MEMS 器件尺寸的微型化将呈现出力学性能的尺寸效应,但经典的弹塑性理论的本构关系中不包含任何与材料尺寸相关的参数,无法预测微结构的尺寸效应现象三 Mindlin 等人提出的应变梯度理论[ 45] , 通过应变能密度函数在传统的本构关系中引入材料的内禀特征 尺寸参数来考虑应变梯度的影响,为解释和描述MEMS 器件的尺寸效应现象提供了较为精确的理 论依据三多年以来,应变梯度理论经过了不断地完善,根据位移二阶梯度分量的不同,分为全应变梯度 万方数据
一2018年一第3期 仪表技术与传感器 Instrument一Technique一and一Sensor 2018一No.3一 收稿日期:2017 -03-03基于DSP 的集成谐振式微悬臂梁便携式气体检测仪 徐善轩1,2,任一伟1,吴一伟1,任艳波2,刘一民2,彭一欣2,李昕欣2,于海涛2 (1.上海大学量子与分子结构国际中心,物理系,上海一200444; 2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,传感技术国家重点实验室,上海一200050) 一一摘要:针对集成谐振式微悬臂梁气体检测仪小型化的问题,利用DSP(数字信号处理)设计和实现了可快速现场检测的便携式气体检测仪三该仪器基于DSP28335开发,采用开环自动扫频与闭环锁相检测相结合的方式三闭环测试核心是软件锁相环的设计,其中采用DFT(离散傅里叶变换)算法提取相位差,提高了运算的速度和计算相位差的精度三软件设计跟踪算法使其能够一直跟踪频率变化,使锁相更快,精度更高三结合实验室研制的微悬臂梁传感器制备了便携式二甲苯气体检测仪,并对浓度低至30ppm 的二甲苯气体进行了实测,验证了该仪器具有快速的响应速度和检测重复性三关键词:气体检测仪;DSP;接口电路;软件锁相环;谐振式微悬臂梁;频率跟踪 中图分类号:TP212一一一文献标识码:A一一一文章编号:1002-1841(2018)03-0046-05 DSP-Based Portable Gas Detector with Integrated Resonant Microcantilever XU Shan-xuan 1,2,REN Wei 1,WU Wei 1,REN Yan-bo 2,LIU Min 2,PENG Xin 2,LI Xin-xin 2,YU Hai-tao 2 (1.International Centre for Quantum and Molecular Structures ,Department of Physics ,Shanghai University ,Shanghai 200444,China ;2.State Key Lab of Transducer Technology ,Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology , Chinese Academy of Sciences ,Shanghai 200050,China ) Abstract :For purpose of miniaturization of the integrated resonant microcantilever gas detector,a DSP -based interface cir-cuit was designed.The interface circuit was developed with DSP28335.Open loop frequency sweep was combined with the closed loop phase lock detection with a software phase-locked loop.The core of the closed-loop test was the design of the software phase-locked loop,which used DFT (Discrete Fourier Transform)algorithm to extract the phase difference,improving the speed of oper-ation and the accuracy of phase difference.By using the software designed frequency tracking algorithm,the process of phase lock is faster with a higher precision.A portable xylene gas detector was developed with alab-made microcantilever sensor,and used to detect xylene gas with alow concentration of 30ppm.The experiment results show that the gas detector has a fast response and good repeatability. Keywords :gas detector;DSP;interface circuit;software phase-locked loop;resonant microcantilever;frequency tracking 0一引言 基于MEMS 工艺的集成谐振式微悬臂梁传感器具有高灵敏二体积小二响应快二阵列化集成二应用范围广等优点[1],在安全监测二环境检测二食品安全等领域拥有广阔的应用前景[2-5],尤其在便携式现场快速检测传感器领域,谐振式微悬臂梁传感器具有独特的优势三但是与目前市场上常见的电化学二金属氧化物半导体等传感器相比,谐振式微悬臂梁传感器的接口电路更复杂,这也成为了该种传感器大规模应用的瓶颈之一三 集成谐振式微悬臂梁传感器工作时需要实时测量并跟踪其谐振频率,为了实现这个功能,一般采用锁相环作为反馈回路来设计闭环接口电路系统三包涵菡[6]等设计了基于混合锁相环MAX038的模拟闭环接口电路,可以实现跟踪谐振频率的变化,但是这种方法需要使用多种测量仪器,并且每次更换新的传感器都需要手动重新调节移相单元以满足闭环自激条件;任艳波[7]等基于LabVIEW 开发了软件锁相环检测系统,该系统利用美国国家仪器公司的数据采集卡,很好地实现了开环扫频与闭环下频率的跟踪,但其需要配合电脑使用,并且成本较高;柴光飞[8]等基于FPGA 构建了数字锁相环,并将其与外围接口电路结合设计了闭环接口电路,该电路系统体积小二无需使用电脑便可独立工作,但是基于FPGA 的数字锁相环算法比价简单,锁相环频率跟踪范围有限,跟踪效果较差,容易出现失锁现象三为了实现集成谐振式微 万方数据
基于微悬臂梁的传感技术研究 （***中国科学院电工研究所北京100190） 摘要：本文对微悬臂梁的传感技术从四方面展开讨论，分别介绍了其制造工艺，修饰技术，激励、检测和控制技术，以及与其它电路的工艺集成技术，认为基于微悬臂梁的传感技术是一项极具生命力的技术，它将给科技进步带来巨大动力。 关键词：制造;修饰;激励;检测;控制;集成 Abstract:The sensing technology concerning microcantilever is discussed here from four aspects.They are fabricating process,modifying flow,methods of exciting,detecting and controlling,and its integration with other circuits.This is a promising field and will push technology and science forward greatly. Keyword:fabricating;modifying;exciting;detecting;controlling;integration. 基于微悬臂梁的传感技术自问世以来，就由于它能够带来的高精度、高灵敏度、低成本、易阵列化、以及便于与其它电路模块高度集成为一体的特点而成为国内外相关领域争相研究的热点。 目前基于微悬臂梁的传感技术主要有以下四个方向。 一：对微悬臂梁本身的制造工艺研究 微悬臂梁作为整个传感系统的最终执行元件，它的可靠性、加工结果的统一性、以及成本的高低，都直接关系到整个系统的稳定性、可控性、被市场化的可能性。微悬臂梁是结合硅基体微加工技术和硅基表面微加工技术，通过腐蚀、键合、光刻、氧化、扩散、溅射等工艺方法的综合运用而制造出来的。它的长度和宽度一般都远远大于厚度，以便获得其工作的高性能。。图一【1】所示的是一个微悬臂梁的加工工艺流程示意：（a）对硅体进行加热使其表面生成一层氧化膜，然后通过LPCVD工艺在其上沉淀一层多晶硅；（b）用光刻的方法确定微悬臂梁的形状；（c）用氢氟酸把不需要的二氧化硅去除。
万方数据
?９９? ｔｉｏｎｓ．Ｂｉｏｍｏｈｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，ｗｈｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎＭＥＭＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。ｃａｎｐｒｏ－ｄｕｃｅａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｐｏｗｅｒｆｕｌｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．Ｈｅｒｅｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．ｒｅａｄ—ＯＵｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃａｎｔｉｌｅ－ＶｅＴ．Ｔｈｅｎｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ；ＭＥＭＳ；ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ；ｒｅａｄ－－ｏｕｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 近年来．微悬臂粱传感器由于潜在的可以作为发展各种物理、化学、生物传感器的平台而备受人们重视。微悬臂粟就像一个缩小的微型跳板锚定在一端质量相对较大的物体上。微悬臂梁结构应用于传感器已有多年，微梁最早是用于微力检测的传感器【”。微悬臂粱传感器是最简单的微结构。利用它可以探测到极小的位移或质量的变化，这使得微悬臂梁成为高精度离灵敏传感器的理想选择。可以通过传统约徼加工技术进行批量生产。 ｌ徽悬臂梁生物传敷器工作原理 微悬臂梁可以通过包括周围热运动（布朗运动）在内的不同方法产生谐振，微悬臂梁的谐振频率可以随着分子的吸附面灵敏韵改变。】ｌｌ：井，微悬臂粱也可以由于分子的吸附而弯曲。下面我们分别对悬臂梁的谐振频率的变化和悬臂粱的弯曲进行探讨。 １．１谐振频率变化的探讨［２］微悬臂梁吸附待测物引起质量变化，从而导致微悬臂粱谐振频率偏移，通过测量频率偏移量的大小，就可以反映出微悬臂梁吸附待测物的多少．它的精度可以达到１０～ｌＳｇ。 １．２吸附作用导致悬臂梁偏转的探讨如果把待检测的分子吸附在微悬臂梁的一个表面，而另外一个表面不吸附待测分子．由于分子之间的相互作用会在微悬臂梁上下表面引起应力差。从而导致微悬臂梁弯曲。其弯曲直接成比例的由吸附中所产生的不同表面应力所产生。表面应力的单位是Ｎ／ｍ或者Ｊ／ｍ２，我们可以观测到悬臂粱上生物分子在十分之一ｍＪ／ｍ２范围之内表面应力的变化。 ２徽粱的读出技术 微悬臂梁传感器的一个重要组成部分是一套能够将微悬臂粱的有关变化实时输出的读出系统。微悬臂梁的读出方法主要有光学方法和电学方法两类。其中光学方法常用的是光束偏转法‘”、激光干涉法［”，电学方法包括压阻法【“、压电法［５】和电容【５】等。 ２．１光学方法光束偏转法的测量原理是激光二极管发出的激光束打在悬臂梁的自由端，以自由端上的金属层作为反射镜。将人射的激光反射出去，通过光电探测器接收反射光。光电探测器输出的电信号通过信号处理电路计算出入射在光电探溅器上光束的位置．从而可以反映徼悬臂梁的弯蓝变化。 光干涉法的原理是使原光纤光束和从悬臂梁背面从悬臂梁背面反射的光发生干涉。通过精确控制从悬臂梁背面反射的光，干涉条纹的改变即反映了悬臂梁的弯曲情况。２，２电学方法压阻检测是乖ｊ用压阻材瓣的压阻效应，测量应力和电阻值的变化关系，尤其适用于微弱信号的检测和放大。压电检测利用压电效应，在悬臂梁表面淀积压电材料（通常是Ｚ“）），当悬臂梁弯曲时，在压电层就会产生感应电荷，感应电荷的多少就反映了悬臂梁的弯曲程度．电容检测法是利用悬臂梁的作为平行板电容器的１个或２个极板．悬臂梁弯曲时，极板间距就改变，将悬臂梁作为可动的平行板，则悬臂梁弯曲的变化就可以通过电容的变化来表征． ３在生物医学领域的应用 徽悬臂梁传感器自从同世以来，以其体积小、成本低、灵敏度高等优点，在生物医学检测领域获得了广泛的研究和应用。２０世纪９０年代以来，硅微加工技术的发展使微悬臂梁的制造得以实现，加上先进读出技术的发展，促使微悬臂梁得到广泛应用。下面介绍一个具有代表性的试验。 限稍性内切酶试验嘲；馓悬臂梁常被用来作为生化反应的传感器平台。两个酶发生反应：被固定的ＤＮＡ（ＤＮＡｌ，以酶切酶切位点）先与一种限制性内切酶消化，然后和荧光索标记的互补ＤＮＡ序列（ＤＮＡ２）酶法结扎（图１）。这种生化反应的参数所需的是共价键．而不是硫基．被固定的双链ＤＮＡ序列含有切位点。酶切缓冲器包含ｂ一硫基乙醇或者二硫苏糖醇作为还原剂。如上所述，这些小的硫醇会耗光悬臂梁金表面的硫醇化的ＤＮＡ。为了限制试验，悬臂粱上固定包含５哄价氨基酸组的低聚物。硅悬臂梁表面首先涂上浓度为２％的３一氨基丙基杂氮硅三环溶液，然后在浓度为１％的戊二醛溶液中培养１ｈ．在磷酸盐缓冲液冲洗，并浸泡包含１０ｍＭ氢氧化钾浓度为ｌｍｇ?ｎ１Ｌ＿１的ＤＮＡｌ溶液中２４ｈ。在酶切反应缓冲液中清洗功能化的悬臂梁。戊二醛使表面硅烷的氨基组与ＤＮＡｌ低聚物的５’氨基酸组交联，产生一个共价固定的ＤＮＡｌ。 图】锾悬臂梁表面上限镧性消化／结扎反应的结构 共价固定的ＤＮＡｌ与ＨｉｎｄⅢ内切酶进行消化反应．使ＤＮＡｌ的束端可以进行牯性反应．荧光标记的ＤＮＡ２与ＤＮＡｌ末端进行互补反应，然后与ＤＮＡ２结扎． ４结束语 基于硅的微机电制造工艺，结合高灵敏度的原子力显徼镜，这种微悬臂梁传感器技术对于需要更经济的检测物质的 多种性质发挥了革命性的作用。将来的开发工作重点在于 万方数据
摘要 讨论微电子机械系统(MEMS)的三个力学问题：（1）微系统界面区域的力学性质。(2)薄膜—基底结构界面的裂纹扩展。(3)微机械的弹塑性—粘着接触力学。文中在简述了研究现状后,简要地报导了者上述三个问题的研究结果。 关键词微电子机械系统界面(相)力学薄膜基底结构弹塑性—粘着接触力学
Abstract Three problems of solid mechanics for micro-electro-mechanical systems are discussed: (1)Mechanical behavior of interfacial region for the components of microsystem: By using the strain gradient theory, the theoretical analysis shows the existense of boundary layer near interfaces and the significance of strain gradient effects on interfacial deformation. (2)Crack growth on the interface of thin film/substrate structures: the residual stress in the film induced by the mechanical and thermal mismatch in the manufacture is an important cause of initialization and extension of interfa ce crack. The modified three parameters (Γ0,^σ/σs,t) cohesive modelwas used to investigate the cleavage fracture under outer plastic deformation fields. Atypical resistance curves have been calculated by using finite element method. (3)Elastic-plastic contact mechanics considering adhesive effects: A non-linear spring element has been used tosimulate the adhesive force. Through specific quantitative analysis, two parameters of the adhesive force are adopted. After a simple review on the research status in the topics shown above, some new results for three problems are presented. Key words Micro-electro-mechanical system;Interface(Interphase) mechanics;Thin film/substrate structure;Elastic-plastic adhesive contact mechanics
一种分析微悬臂梁大挠度变形的新算法 作者：陆静， 向宇， 马晓强， LU Jing， XIANG Yu， MA Xiao-qiang 作者单位：广西工学院汽车工程系,广西,柳州,545006 刊名： 传感器与微系统 英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES 年，卷(期)：2008，27(7) 引用次数：0次 参考文献(10条) 1.Chen K S.Ou K S.Li L M Development and accuracy assessment of simplified electromechanical coupling solvers for MEMS applications 2004(14) 2.黄听.刘青林.崔升电场中微梁结构的建模与分析[期刊论文]-复旦学报(自然科学版) 2004(03) 3.陈广文.许高攀.胡国清静电式微开关硅悬臂梁的变形分析[期刊论文]-传感器技术 2001(12) 4.贾建援.王洪喜.樊康旗静电力作用下的微梁失稳临界电压分析[期刊论文]-应用力学学报 2005(01) 5.赵剑.王洪喜.贾建援计及边缘效应的静电力驱动微结构静电力计算[期刊论文]-MEMS器件与技术 2006(02) 6.徐芝纶弹性力学 1983 7.向宇.袁丽芸.邹时智求解非线性动力方程的一种齐次扩容精细积分法[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版) 2007(08) 8.李庆扬.关冶.白峰杉数值计算原理 2000 9.衣克洪.谢友宝.李尧静电MEMS器件的力电耦合分析与模拟[期刊论文]-航空精密制造技术 2005(05) 10.Sandia Report Microscale modeling and simulation 2001 相似文献(1条) 1.期刊论文陆静.韦笑梅.马小强.LU Jing.WEI Xiao-mei.MA Xiao-qiang一种分析静电驱动微悬臂梁变形的高精度算法-广西工学院学报2008,19(1) 考虑静电力边缘效应的影响,建立了微悬臂梁的静态变形分析模型,通过梁弯曲理论将控制方程化为一阶非线性微分方程组,结合打靶法和迭代修正齐次扩容精细积分法提出了一种分析微悬臂梁变形的半解析、半数值算法,同时,采用增量迭代保证了求解的收敛性.数值算例表明,本文所提出的方法具有较高的精度和稳定性,是分析微悬臂梁变形的一种有效方法. 本文链接：https://www.doczj.com/doc/357360529.html,/Periodical_cgqjs200807029.aspx 下载时间：2010年5月26日