MEMS用含能薄膜研究现状及进展

MEMS传感器现状及应用王淑华(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)摘要:M EM S传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。

首先,简单介绍了M EMS传感器的分类和典型应用。

其次,对M EM S压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEM S传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。

介绍MEM S压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。

最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEM S传感器的发展趋势进行了展望。

关键词:微电子机械系统(M EM S);传感器;加速度计;陀螺仪;压力传感器中图分类号:TH703文献标识码:A文章编号:1671-4776(2011)08-0516-07Current Status and Applications of MEMS SensorsWang Shuhua(T he13th Resear ch I ns titute,CE T C,S hij iaz huang050051,China)Abstract:MEMS sensors feature great varieties,rapid development and w ide applications.Firstly, the catego ries and ty pical applicatio ns of M EM S sensor s are introduced briefly.T hen three typ-i cal M EMS sensors,i1e.the pressure sensor,acceler ometer and g yrosco pe ar e illustrated in de-tail,including the subdiv ision,current technical capability and perfo rmance index,latest resear ch pro gress,products and their applications.Besides that,the research status of the MEM S pr es-sur e sensor using new m aterials for the extreme enviro nm ent at ho me and abro ad is presented. Finally,developm ent trends of M EM S sensors ar e predicted in term s o f new materials,pro ces-sing and assembling technolog y.Key words:micr oelectr omechanical system(M EM S);sensor;accelerom eter;gyr oscope;pr es-sur e sensorDOI:10.3969/j.issn.1671-4776.2011.08.008EEACC:25750引言MEM S传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是M EMS器件的一个重要分支。

微晶硅薄膜电池的发展现状及制备技术研究作者：程华赵新明来源：《科技资讯》2016年第33期摘要：微晶硅薄膜能够克服非晶硅与多晶硅不足，在光照条件下性能稳定，禁带宽度较低，具有良好的光电转化效率，因此微晶硅薄膜电池是一种非常具有发展前景的薄膜电池。

该文综述了微晶硅薄膜电池的发展过程，总结了微晶硅薄膜的制备方法，并根据国内外研究成果，分析了提高微晶硅薄膜转化效率的技术发展方向。

关键词：微晶硅薄膜发展现状制备技术中图分类号：O469 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）11（c）-0038-021 微晶硅薄膜电池的发展过程实际上，在太阳能电池中，很薄的半导体膜就能够满足吸收太阳光能量的需要。

以硅材料为例，在太阳光谱峰值500～600 nm附近，吸收系数值为100/cm数量级，而非晶硅对太阳光具有强烈的吸收能力，从原理上讲只需要厚度为0.5～1 μm的硅膜，就能够实现对绝大部分能量的吸收。

因此，为了降低制备块体硅太阳能电池的成本，人们先后研制出了非晶硅以及多晶硅薄膜电池。

但是随着研究的逐渐深入，人们发现非晶硅薄膜电池的转化效率较低，且存在光致衰退效应，多晶硅薄膜的晶粒尺寸要达到100 μm以上时才具有良好的性能，而大晶粒、转化效率高的高质量多晶硅薄膜的生产工艺比较复杂。

基于这种情况，人们开始了微晶硅薄膜电池的研究。

其实，微晶硅薄膜早在1968年就首次由Veprek和Marecek采用CVD方法沉积出来了，但是很长一段时间微晶硅薄膜并没有得到重视。

直到1993年，IMT团队（瑞士）研究发现，利用微晶硅作为p-i-n电池的i层（本征层）时，可以有效提高太阳能电池的效率；1994年，Yamamoto小组和Meier小组都通过研究得出结论：当薄膜具有微晶组织时，也具有良好的性能。

这一研究成果，促进了各国科研人员对微晶硅薄膜电池的研究。

1998年，Yamamoto等人研制出了转换效率较高的微晶硅薄膜电池，其本征效率达10.7%，且表观效率达10.1%。

mems压电薄膜标题：mems压电薄膜技术应用及发展前景分析引言MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）压电薄膜技术是一种结合了微机电系统和压电效应的新型技术，应用于传感器、执行器、声波滤波器等领域。

随着科技的发展和应用需求的增加，mems压电薄膜技术的应用也日益广泛。

本文将从mems压电薄膜技术的基本原理、应用领域以及发展前景等方面进行分析。

一、mems压电薄膜的基本原理1.压电效应压电效应是指一些材料在受到外力的作用下会产生电荷分布不均，从而产生电场的现象。

压电材料是利用这种效应来实现机械位移和电信号转换的材料，其具有优良的压电性能。

2. mems压电薄膜mems压电薄膜是指利用MEMS技术制备的压电材料薄膜，其具有微型化、高灵敏度和高性能等特点。

mems压电薄膜的制备过程包括压电材料的选择、薄膜制备、微加工和封装等步骤。

二、mems压电薄膜技术的应用领域1.传感器mems压电薄膜技术在传感器领域有着广泛的应用，尤其是在压力传感器、加速度传感器和声波传感器等方面。

mems压电薄膜传感器具有微型化、高灵敏度和低成本等特点，广泛应用于医疗、汽车、航空航天等领域。

2.执行器mems压电薄膜技术也被应用于执行器领域，例如微型压电马达、微型压电阀等。

这些执行器具有快速响应、高精度和低能耗等特点，广泛应用于微型机器人、微流体控制和生物医学设备等领域。

3.声波滤波器mems压电薄膜技术在声波滤波器领域也有着重要的应用，例如微型声表面波滤波器（MEMS SAW Filter）和微型压电声波滤波器（MEMSBAW Filter）。

这些滤波器具有微型化、频率稳定和高品质因数等特点，广泛应用于通信、无线电和雷达等领域。

三、mems压电薄膜技术的发展前景1.技术发展mems压电薄膜技术将通过类似于集成电路工艺的微加工技术实现更高的集成度和更小尺寸的器件，从而实现微型化、多功能化和系统集成化。

1 引言自从1857 年Faraday 第一次观察到薄膜淀积的现象到现在，薄膜制造技术得到广泛的应用，从最早应用在玩具和纺织行业，到现在无所不在的集成电路，薄膜制备技术几乎渗透到我们日常生活的每个角落，据统计仅薄膜设备一项，全球每年的销售额可以达到数百亿美元，而应用这些薄膜设备制造的产品销售额要在100 倍以上，不但应用广泛，薄膜淀积的技术也飞速进步，发展了很多种类，IC 制造行业每 5 年就会更新一次设备，这其中有大量薄膜制备设备，薄膜淀积的面积从最初©50mm (2英寸)到©300mm (12 英寸)，薄膜厚度从零点几个纳米到几个毫米，可见薄膜制备技术一直在飞速的进步，相应的理论研究非常深入和广泛，从经典的热力学理论到建立在原子级观测的成核理论，几乎涉及到薄膜科学的每个方面，MEMS 中的平面工艺可以说是薄膜淀积技术和光刻、刻蚀技术的组合，掩蔽层、牺牲层、LIGA 技术中的电镀都离不开薄膜制备技术。

MEMS 中使用的薄膜制备可分为如下 4 类：( 1 )真空薄膜制备技术，主要包括：Physical Vapor Deposition (PVD) -原子直接通过气相从源到达衬底的表面，PVD 和Chemi cal Vapor Deposition ( CVD ) -- 通过化学反应在衬底上形成薄膜；( 2)热氧化法； ( 3)水溶液薄膜淀积即所谓的电镀技术--plating ；( 4)物理淀积( spin －on 、sol －gel )，可以看出MEMS 中的薄膜制造技术，除了电镀技术都来自于传统的IC 制造工艺。

2 讨论2.1 真空薄膜淀积理论的研究概况从薄膜淀积的现象被发现到现在，对薄膜淀积理论的研究一直在进行，其根本目的就是能够预言反应的过程，对实验提供指导，研究的范围涉及到薄膜淀积过程的各个层面，从宏观热力、动力学研究到建立在原子级观察基础上的微观动力学的研究，基本思想都是以热力学理论、反应动力学理论、表面物理理论、以及量子力学为基础。

MEMS传感器现状及应用MEMS，全称Micro-Electro-Mechanical Systems，即微电子机械系统，是一种集微型化、智能化、系统化、网络化为一体，将信号处理、感知、控制与执行等众多功能融为一体的高度集成化的系统。

而MEMS 传感器，作为MEMS技术的重要应用领域，正逐渐在各个行业中发挥出越来越重要的作用。

近年来，随着科技的进步，MEMS传感器的发展取得了长足的进步。

在技术层面，MEMS传感器的设计、制造和封装技术已经越来越成熟，这使得更多的行业可以应用MEMS传感器。

在应用领域方面，MEMS传感器的应用已经渗透到各个行业，包括汽车、医疗、消费电子、通信等。

在汽车领域，MEMS传感器主要用于车辆的安全与控制系统，如ESP （电子稳定系统）、ABS（制动防抱死系统）等；在医疗领域，MEMS 传感器可以实现精细操作，如药物投放、细胞操作等；在消费电子领域，MEMS传感器可以用于实现手机的运动检测、电子罗盘等功能；在通信领域，MEMS传感器则可以实现无线通信中的信号调制和解调等功能。

以医疗领域为例，MEMS传感器的应用为医疗诊断和治疗带来了革新。

例如，在药物输送方面，利用MEMS技术可以制造出微型的药物存储罐和药物释放装置。

当药物释放装置接收到信号后，可以通过微型泵或微型阀门控制药物的释放量，实现药物的精确输送。

同时，在诊断方面，MEMS传感器也可以用于生化分析。

例如，血糖、胆固醇等生化指标可以通过MEMS传感器进行检测。

通过集成的电路和微型化的生物识别元件，可以实现血糖、胆固醇等生化指标的实时监测。

随着科技的不断发展，对MEMS传感器的性能和功能要求也将越来越高。

未来，MEMS传感器将更加注重智能化、微型化、集成化和网络化的发展。

智能化方面，MEMS传感器将更加注重人工智能的应用。

通过集成化的数据处理和算法，可以使MEMS传感器具有更强的数据处理和分析能力，实现更加精准的测量和更高性能的控制。

mems 压电薄膜
（最新版）
目录
1.介绍 MEMS 压电薄膜
2.探讨 MEMS 压电薄膜的特性和应用
3.分析 MEMS 压电薄膜的优势和局限性
4.总结 MEMS 压电薄膜的未来发展前景
正文
MEMS（微机电系统）压电薄膜是一种具有重要应用价值的微电子器件，它是通过微电子工艺制程制造出来的一种能将机械应变转化为电能的薄膜。

MEMS 压电薄膜主要由压电材料、电极和绝缘层等构成，具有体积小、重量轻、响应速度快等特点，广泛应用于传感器、能量收集、超声波器件等领域。

MEMS 压电薄膜的特性主要表现在其能够将机械应变转化为电能，这
种特性使得 MEMS 压电薄膜在许多应用领域具有显著的优势。

例如，在传感器领域，MEMS 压电薄膜可以实现对物体的各种物理量的高精度测量；
在能量收集领域，MEMS 压电薄膜可以有效地将环境中的机械能转化为电能，为微电子设备提供稳定的能源；在超声波器件领域，MEMS 压电薄膜
可以实现高性能的超声波信号的产生和接收。

尽管 MEMS 压电薄膜具有许多优势，但是它也存在一些局限性。

例如，MEMS 压电薄膜的制造工艺较为复杂，需要通过微电子工艺制程进行制造，这使得其制造成本较高；此外，MEMS 压电薄膜的性能也受到许多因素的
影响，例如材料的选择、薄膜的厚度等，这使得其性能的优化较为困难。

总的来说，MEMS 压电薄膜是一种具有重要应用价值的微电子器件，
它通过将机械应变转化为电能，为许多应用领域提供了高性能的解决方案。

功能薄膜发展现状分析功能薄膜作为一种新兴的材料，近年来得到了广泛的研究和应用。

功能薄膜具有各种特殊的功能，例如隔热、隔离、防腐蚀、防紫外线等，已经被应用于建筑、能源、电子、光电、医疗等各个领域。

下面将对功能薄膜的发展现状进行分析。

首先是功能薄膜的研究进展。

目前，国内外学术界对功能薄膜进行了大量的研究，涉及材料的制备方法、薄膜的性能测试、薄膜的应用领域等方面。

在功能薄膜的制备方法方面，包括溅射法、化学气相沉积法、溶液法等，不断推出了一系列技术突破，使薄膜的制备更加高效、环保。

在薄膜的性能测试方面，研究人员不断探索新的测试方法和技术手段，提高薄膜的性能评价准确性和可靠性。

在薄膜的应用领域方面，现在已经有很多成功的应用案例，例如利用功能薄膜提高建筑的能源效率、利用功能薄膜增强电子设备的防护能力等。

其次是功能薄膜的应用现状。

功能薄膜广泛应用于建筑、能源、电子、光电、医疗等领域。

在建筑领域，功能薄膜可以作为玻璃的涂层，提高建筑的隔热性能和能源效率。

在能源领域，功能薄膜可以应用于太阳能电池板上，提高太阳能的转换效率。

在电子领域，功能薄膜可以用于制作柔性屏幕、防护膜等，提高电子设备的使用寿命和可靠性。

在光电领域，功能薄膜可以用于制作光学滤波器、反射镜等，调节光的传播和反射。

在医疗领域，功能薄膜可以用于制作医用敷料、人工器官等，提高医疗设备的治疗效果。

最后是功能薄膜的发展前景。

随着科技的进步和社会的发展，功能薄膜将有更广阔的应用前景。

随着建筑节能和环保意识的不断增强，功能薄膜在建筑领域的应用将得到广泛推广。

随着新能源的发展和能源效率的提高要求，功能薄膜在能源领域的应用将逐渐扩大。

随着电子产品更新换代的速度不断加快，功能薄膜在电子领域的应用也将有更大的市场需求。

随着人们对健康和医疗的重视程度的提高，功能薄膜在医疗领域的应用也有广阔的发展前景。

综上所述，功能薄膜作为一种新兴的材料，目前正处于快速发展阶段。

功能薄膜的研究进展使其制备方法更加高效，性能测试更加准确，应用领域更加广泛。

纳米含能材料国内外研究现状在新型含能材料中，具有高能量释放速率、高能量转化速率和低敏感性的纳米含能材料已成为研究的热点，而介稳态分子间纳米复合含能材料(MIC)由于其高放热性和能量释放率的可调性成为国内外主要研究的对象。

国外研究表明将铝热剂的粒度从微米超细化到纳米级时，它的反应速度会大大的提高，能量释放迅速，最快的可以超过千倍，如纳米Al/MoO3铝热剂，燃速大约为400m/s，反应区温度为3253 K。

因此纳米铝热剂近年来成为国内外研究的热点，其中如何制备性能良好的纳米铝热剂是最为关键。

通常制备MIC的方法分为为机械球磨法、溶胶．凝胶法和物理气相沉积法。

自上世纪90年代开始，就已经见有关纳米级的MIC/HMX 的公开报道，国外对于MIC/HMX的研究比国内要早。

而国内则是最主要集中在Al/CuO等极少数材料，纳米Al/MoO3含能材料在国内则没有见公开的报道，而添加纳米级炸药HMX 的MIC/HMX更是少之又少。

32261Kevin C W[1]等研究者通过采用固相反应的方法，再进一步加入分散剂来改善纳米粒子的团聚问题，制备出了纳米Al/MoO3铝热剂。

方法为：称取一定量的纳米铝粉和纳米三氧化钼粉末，置于反应容器中，然后加入正己烷进行进一步的处理，之后再进行超声分散混合，处理，最后真空干燥，得到复合颗粒。

与微米级这两种成分粒子通过常规物理混合得到的样品相比，纳米铝热剂的燃速更高，可以达到442m/s。

谯志强[2]等研究者基于猛炸药的起爆药替代物的主要原料为超细颗粒猛炸药、纳米铝粉和纳米金属氧化物，采用溶胶-凝胶的方法制备出了纳米级的Fe2O3，采用溶剂-非溶剂的方法制备出超细的RDX 颗粒，最后再采用超声波复合法进一步实现纳米铝热剂对RDX 颗粒表面的包覆。

它是通过一种特殊的复合物微观结构进行设计（如图1所示），在细颗粒炸药表面包裹一层具有很高燃烧速度的添加剂，从而形成一个以细颗粒炸药为核以高速添加剂为壳的核/壳型复合物，壳层添加剂高速燃烧释放的热量可以作为核层细颗粒炸药的点火源。