DLC膜用于解决MEMS黏附问题研究

介绍了微机电系统（MEMS）中存在的黏附问题，对引起黏附的原因和如何解决黏附问题进行了分析．采用牺牲层腐蚀技术在多晶硅悬臂梁下表面制备类金刚石（DLC）膜，通过扫描电子显微镜（SEM）表征未发生黏附的悬臂梁最长长度．发现村底上有DLC膜时，未发生黏附的悬臂梁最长长度平均约为145μm；而无DLC膜时，平均不到80μm．利用原子力显微镜（AFM）测得DLC膜表面的黏附力在7nN左右，而硅衬底表面的黏附力大约为20nN．实验结果表明DLC膜降低了悬臂梁与衬底之间的毛细引力和固体间黏附力，减轻了多晶硅悬臂梁的黏附．     

面向半导体器件的电化学微纳制造技术

由于电化学加工技术无工具磨损、无残余应力、无表层和亚表层损伤和热效应,在先进制造领域具有不可替代的作用.面对超大规模集成电路、微纳机电系统和微纳器件等新兴产业的重大需求,电化学微纳加工技术应运而生.围绕"微纳米尺度空间限域电化学反应"这一关键科学问题,本文将在介绍电化学微纳加工技术的基础上,全面综述具有厦门大学特色的约束刻蚀剂层技术及其在半导体材料加工原理、方法和设备等方面的研究进展.     

微纳米球形颗粒之间的毛细力研究

两球形颗粒之间的相互接触问题是研究微机械系统中纳米接触问题的一个重要课题.在微尺度下,毛细液桥现象尤为重要,在观测纳米级物体的相互接触作用力中不可避免地要研究微纳米尺度的液桥问题.本文采用液桥力学平衡、环形近似、体积守恒方法,建立了微纳米球形颗粒之间的液桥模型,通过精确的数学求解,分析球形颗粒的接触角对于毛细作用力和液桥的断裂高度的影响.模拟结果发现,当2个颗粒之间的毛细力作用都很小时,液桥的断裂高度随着接触角的增加而减小,当其中一个颗粒的毛细力作用比较大时,断裂高度随着接触角的增大而增大,接触角的大小对于液桥的断裂高度有直接的决定作用.研究结果为计算预测微观颗粒之间的相互作用力、探索纳米颗粒间的相关特性和机理提供参考.     

复方丹参黏附微丸黏附性能的测定及体外释放度的考察

通过体内外黏附实验优选复方丹参黏附微丸黏附材料,并对微丸体外释放度进行考察.利用挤出滚圆法制备普通微丸、HPMC微丸、壳聚糖微丸、壳聚糖/HPMC混合微丸.以在体肠黏附实验评价微丸黏附性能,结果显示壳聚糖/HPMC混合微丸具有更高的黏附指数.通过转篮法测定微丸体外释放度,结果显示丹酚酸B、三七皂苷类成分及丹参酮ⅡA于12h内持续释放,其中丹酚酸B于12h内释放接近80%;三七皂苷R_1、人参皂苷Rg_1于12h内均释放完全.人参皂苷Rb112h内释放达84.23%,人参皂苷Rd达81.93%.丹参酮ⅡA释放缓慢,12h内持续释放,达48.02%,成功实现在体黏附和缓释.     

热柱复合毛细芯的成形工艺及其优化

针对当前微电子芯片的高热流密度问题,设计了一种具有复合毛细芯结构的热柱.其成形工艺为利用犁切-挤压的方法加工热柱蒸发端和冷凝端表面的交错微沟槽,然后在微沟槽表面烧结一层铜纤维.文中通过综合分析热柱毛细芯的成形过程,研究犁切-挤压参数对热柱蒸发端微沟槽成形的影响,以及烧结参数对烧结层的影响.结果表明:在热柱毛细芯微沟槽的...     

猪笼草捕虫笼超滑表面黏附特性测量和抗黏稳定性分析

利用环境扫描电子显微镜(ESEM)表征红瓶猪笼草叶笼蜡质滑移区表面微观结构.利用手动悬臂移动法在原子力显微镜(AFM)无针尖探针悬臂上黏附15μm二氧化硅微球模拟单根刚毛与猪笼草蜡质区表面的接触,对新鲜蜡质区表面黏附力和摩擦力在干燥空气环境和不同湿度条件的空气环境中做定量测试,并以光滑玻璃和热氯仿处理后的猪笼草表面作为参照.研究结果表明:猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体是导致昆虫在植物表面打滑的主要原因,该结构能有效减小微球(或刚毛)与相应接触面的接触面积,从而降低微球(或刚毛)的黏附力和摩擦力.猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体能有效排除接触区附近的水蒸气,保证了猪笼草蜡质滑移区在不同的湿度条件下均能保持高效抗黏稳定性.猪笼草蜡质滑移区表面的微构筑模式为微纳机电系统中抗黏附设计提供了绝佳的仿生学模板.     

微流动的研究现状及影响因素

随着微机电系统的发展及其应用领域的不断扩大 ,微器件和微机电系统中涉及到许多微流动问题 ,流体在微尺度槽道中流动的研究引起了人们的重视 随着尺寸的微小化 ,在宏观流动中可忽略的一些影响因素变得重要起来 ,由于尺度效应、表面效应等因素的影响 ,微小槽道中的流动呈现出一些与宏观流动不同的现象 因而对微流动的研究现状进行综述 ,并对影响微流动的尺度效应、表面力、气泡、相对表面粗糙度及流体极性等因素进行分析     

金属基橡塑模具抗黏附表面制备的研究进展

如何降低橡塑模具与制品间的黏附力、构建具有抗黏附性能的表面是橡塑模具行业的发展重点和主要任务之一。对近年来国内外关于模具抗黏附性能研究的相关情况进行了综合评述,从表面粗糙度、表面功能层和表面微观结构等角度阐述了模具抗黏附表面制备的发展历程。重点讨论了激光/等离子体刻蚀法、阳极氧化法、电化学沉积法、化学/电化学腐蚀法、物理/化学沉积法、模板法、复合法等抗黏附表面制备的方法,同时对当前金属基体上制备抗黏附表面所面临的问题进行了分析,提出了未来该领域的研究方向和发展前景。     

丙酸酯变性淀粉浆料的研究

采用丙酸酐作为酯化剂,通过改变丙酸酐对玉米淀粉的投料比,制备一系列具有不同取代度(DS)的丙酸酯淀粉,以研究淀粉丙酸酯化变性程度与浆渡黏附性能和浆膜性能的关系,并通过与醋酸酯化变性的对比,来评价淀粉丙酸酯化淀粉的上浆性能.实验结果表明:淀粉丙酸酯化变性能够显著改善淀粉对涤纶纤维的黏附性能,提高淀粉浆膜的断裂伸长率和耐屈曲次数,降低浆膜的磨耗;随着取代度的增加,丙酸酯淀粉时涤纶纤维的黏附力先增大后减小,当取代度为0.019时,黏附力达到最大;相近取代度下,丙酸酯淀粉的浆膜性能及对涤纶纤维的黏附性能均优于醋酸酯淀粉.作为浆料使用的丙酸酯淀粉,其变性程度不宜过大.     

新型能量转换微器件的热力学特性及研究进展

热光伏电池、热离子器件和热辐射电池等新型热电转换微器件,为新能源的开发应用和余、废热回收利用提供了有效途径.这些固态能量转换器件工作在两个温度不同的热源之间,以物理方式将热能部分转换为电能,具有高功率密度和高转换效率的特点.在微纳尺度下,器件中的电子输运和热流输运呈现出与宏观尺度不同的独特效应,如空间电荷积累、量子隧穿和近场热辐射效应等.在不同材料和尺度下,根据不同物理效应,深入探讨微器件的热力学特性与优化理论是近年来物理学的重要研究课题之一.本文将以这3类器件为基础,总结新型微纳结构能量转换器件的热力学性能与研究进展,展望物理与能源科学交叉领域中能量转换器件发展的新方向和新趋势.     

Advanced flow measurement and active flow control of aircraft with MEMS

Advanced flow measurement and active flow control need the development of new type devices and systems.Micro-electro-mechanical systems(MEMS) technologies become the important and feasible approach for micro transducers fabrication.This paper introduces research works of MEMS/NEMS Lab in flow measurement sensors and active flow control actuators.Micro sensors include the flexible thermal sensor array,capacitive shear stress sensor and high sensitivity pressure sensor.Micro actuators are the balloon actuator and synthetic jet actuator respectively.Through wind tunnel test,these micro transducers achieve the goals of shear stress and pressure distribution measurement,boundary layer separation control,lift enhancement,etc.And unmanned aerial vehicle(UAV) flight test verifies the ability of maneuver control of micro actuator.In the future work,micro sensor and actuator can be combined into a closed-loop control system to construct aerodynamic smart skin system for aircraft.     

执行阀黏滞过程的控制性能评估

控制性能评估是衡量工业过程控制回路性能和质量的重要技术,常见性能评估方法一般针对线性过程,而忽视了执行阀黏滞等造成的非线性特征.为此研究了一类存在执行阀黏滞现象的非线性系统,并提出了一种基于改进的径向基函数神经网络时间序列建模的控制性能基准估计方法.将Hinich检验算法引入网络评价函数,利用改进的网络评价指标训练径向基网络,以去除过程输出的非线性,进而采用时序分析技术准确估计出系统的控制性能基准.通过仿真分析,验证了方法的有效性.     

A tunable carbon nanotube electromechanical oscillator

Nanoelectromechanical systems (NEMS) hold promise for a number of scientific and technological applications. In particular, NEMS oscillators have been proposed for use in ultrasensitive mass detection, radio-frequency signal processing, and as a model system for exploring quantum phenomena in macroscopic systems. Perhaps the ultimate material for these applications is a carbon nanotube. They are the stiffest material known, have low density, ultrasmall cross-sections and can be defect-free. Equally important, a nanotube can act as a transistor and thus may be able to sense its own motion. In spite of this great promise, a room-temperature, self-detecting nanotube oscillator has not been realized, although some progress has been made. Here we report the electrical actuation and detection of the guitar-string-like oscillation modes of doubly clamped nanotube oscillators. We show that the resonance frequency can be widely tuned and that the devices can be used to transduce very small forces.     

MEMS biomedical implants

The field of micro-electro-mechanical systems(MEMS) has advanced tremendously for the last 20 years.Most commercially noticeably,the field has successfully advanced from pressure sensors to micro physical sensors,such as accelerometers and gyros,for handheld electronics application.In parallel,MEMS has also advanced into micro total analysis system(TAS) and/or lab-on-a-chip applications.This article would discuss a relatively new but promising future direction towards MEMS biomedical implants.Specifically,Parylene C has been explored to be used as a good MEMS implant material and will be discussed in detail.Demonstrated implant devices,such as retinal and spinal cord implants,are presented in this article.     

微机电系统（MEMS）在施药中的应用

探讨微型生物传感器和药液贮囊容器单元植入体内，用一无线集成系统能控制药物的释放。接收传感器接收并反馈信号，可同时进行治疗药剂注射及组织采样等作业。本文主要介绍了MEMS（NEMS）技术在施药系统中的应用，并且对其发展给予了展望。     

微机电系统(MEMS)在施药中的应用

探讨微型生物传感器和药液贮囊容器单元植入体内,用一无线集成系统能控制药物的释放。接收传感器接收并反馈信号,可同时进行治疗药剂注射及组织采样等作业。本文主要介绍了MEMS(NEMS)技术在施药系统中的应用,并且对其发展给予了展望。     

Applications of MEMS devices in nanosatellite

micro-electro-mechanical system(MEMS) device has the advantages of both electronic system and mechanical system.With the development of MEMS devices for satellite,it is possible to establish much lighter and smaller nanosatellites with higher performance and longer lifecycle.The power consumption of MEMS devices is usually much lower than that of traditional devices,which will greatly reduce the consumption of power.For its small size and simple architecture,MEMS devices can be easily integrated together and achieve redundancy.Launched on April 18,2004,NS-1 is a nanosatellite for science exploration and MEMS devices test.A mass of science data and images were acquired during its running.NS-1 weights less than 25 kg.It consists of several MEMS devices,including one miniature inertial measurement unit(MIMU),three micro complementary metal oxide semiconductor(CMOS)cameras,one sun sensor,three momentum wheels,and one micro magnetic sensor.By applying micro components based on MEMS technology,NS-1 has made success in the experiments of integrative design,manufacture,and MEMS devices integration.In this paper,some MEMS devices for nanosatellite and picosatellite are introduced,which have been tested on NS-1 nanosatellite or on the ground.     

Self-assembly of micro parts on normal glass substrate

Fluidic self-assembly is an approach by which micro parts less than one millimeter in size can be driven by the capillary force of a certain adhesive liquid and be fixed onto the desired sites on some substrates. Normal glass with the composition of Na2SiO3CaSiO34SiO2 has been widely used in fluidic microelectromechanical systems (MEMS) and bio-MEMS devices. We investigate the MEMS self-assembly experiment on normal glass substrate. The results of scanning electron microscopy (SEM) show that micro-parts of 400 μm400 μm squares can be precisely assembled in the expected area of the normal glass substrate.     

压电粘弹性微梁的粘附分析

以处于粘附状态下的压电粘弹性微梁为研究对象，通过引入参数剥离数表示其粘附特征，分析了压电电压、粘弹性参数和几何参数对处于粘附状态下压电粘弹性微梁剥离数的影响.结果表明，压电电压能有效提高微梁的剥离数，这给通过压电电压修复已处于粘附状态的压电微梁提供了理论依据和参考.同时，微梁的几何参数对微梁的剥离数也有着重要影响，这对微梁的设计造成了一定的限制.     

纳米科学技术的进展

纳米科学技术在本世纪最后十年诞生并发得到迅速发展，讨论和论述了新兴的纳米科学技术及其进展，展望了包括量子功能器件，薄膜传感器，纳米材料，生物技术和原子工程等的应用前景、同时给出了某些实验结果。