硅微型加速度传感器技术 被引量：11

1

作者 吴瑞 温廷敦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第3期8-10,共3页

介绍了硅微加速度计的基本原理以及国内外最新发展的几种硅微加速度计的结构形式,包括压阻式、电容式、隧道式等,分析了这些传感器的基本特点,总结出它们在传感器性能方面存在的一些问题,提出了一些解决关键问题的措施,并对目前两种新... 介绍了硅微加速度计的基本原理以及国内外最新发展的几种硅微加速度计的结构形式,包括压阻式、电容式、隧道式等,分析了这些传感器的基本特点,总结出它们在传感器性能方面存在的一些问题,提出了一些解决关键问题的措施,并对目前两种新的微机理:共振隧穿和介观压阻效应的原理和应用前景进行了论述。 展开更多

关键词 加速度计 压阻 电容 隧道效应 共振隧穿 介观压阻效应

下载PDF 职称材料

基于介观压阻效应的硅微加速度计研究 被引量：3

2

作者 吴瑞 温廷敦 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1771-1774,共4页

为了突破传统机电转换局限,提高加速度计灵敏度,提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度的硅微加速度计,基于这种原理设计并制备了GaAs基加速度计,通过理论分析计算与试验测试,得出该结构在0.1gn输入下的输出,并对介观压阻灵敏度和... 为了突破传统机电转换局限,提高加速度计灵敏度,提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度的硅微加速度计,基于这种原理设计并制备了GaAs基加速度计,通过理论分析计算与试验测试,得出该结构在0.1gn输入下的输出,并对介观压阻灵敏度和压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了采用介观压阻效应制作高灵敏度传感器的可行性,为此类加速度计的设计提供参考. 展开更多

关键词 加速度计 灵敏度 介观压阻效应 共振隧穿

下载PDF 职称材料

介观压阻型硅锗加速度计研究 被引量：3

3

作者 温银萍 温廷敦 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2009年第3期22-25,共4页

提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度压阻式硅锗加速度计,采用Si1-xGex/Si结构薄膜作为敏感元件,设计了一个双悬臂梁式的压阻式硅锗加速度计.通过理论分析与仿真计算,得出通过调整对该结构的外加应力可以实现对传感器灵敏度的调节... 提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度压阻式硅锗加速度计,采用Si1-xGex/Si结构薄膜作为敏感元件,设计了一个双悬臂梁式的压阻式硅锗加速度计.通过理论分析与仿真计算,得出通过调整对该结构的外加应力可以实现对传感器灵敏度的调节,而且利用介观压阻效应原理可以将压阻式硅微加速度计的灵敏度提高一个数量级的结论.为设计新型压阻式硅微加速度计提供了一种思路. 展开更多

关键词 介观压阻效应 加速度计 灵敏度 双悬臂梁

下载PDF 职称材料

介观压阻型硅微压力传感器仿真分析 被引量：1

4

作者 王伟 温廷敦 《电子技术（上海）》 2009年第4期53-56,共4页

为了突破传统机电转换局限,提高压力传感器灵敏度,提出以介观压阻效应[1]为工作原理制作高灵敏度的硅微压力传感器,设计了一种圆形的平膜片结构,建立其三维实体有限元模型,通过理论分析与仿真计算,得出该结构的尺寸对其灵敏度、固有频... 为了突破传统机电转换局限,提高压力传感器灵敏度,提出以介观压阻效应[1]为工作原理制作高灵敏度的硅微压力传感器,设计了一种圆形的平膜片结构,建立其三维实体有限元模型,通过理论分析与仿真计算,得出该结构的尺寸对其灵敏度、固有频率、谐振频率及模态振型的影响规律,为此类压力传感器结构的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 介观压阻效应 压力传感器 有限元 灵敏度

原文传递

微机械陀螺测试技术的研究

5

作者 罗文华 温廷敦 《太原师范学院学报（自然科学版）》 2008年第1期96-98,共3页

文章介绍了微机械陀螺的基本原理以及几种不同检测方式的硅微陀螺,包括电容式、压电式、压阻式、隧道式等,分析了这些微陀螺的基本检测原理,总结出它们在检测性能方面存在的一些问题.为了提高微机械陀螺的灵敏度提出用新的微机理介观压... 文章介绍了微机械陀螺的基本原理以及几种不同检测方式的硅微陀螺,包括电容式、压电式、压阻式、隧道式等,分析了这些微陀螺的基本检测原理,总结出它们在检测性能方面存在的一些问题.为了提高微机械陀螺的灵敏度提出用新的微机理介观压阻效应,并对基于介观压阻效应的微陀螺前景进行了论述. 展开更多

关键词 微机械陀螺 介观压阻效应 共振隧穿 超晶格

下载PDF 职称材料

基于介观压阻效应的高g值加速度计设计 被引量：3

6

作者 陈尚 薛晨阳 +3 位作者 张文栋 张斌珍 王建 范波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期446-449,共4页

依据介观压阻效应原理,设计出一种以超晶格量子阱薄膜为敏感单元的高g值纳机电加速度计,期望利用超晶格量子阱薄膜的高灵敏特性,提高加速度计的灵敏度。结合GaAs基表面微机械加工工艺和控制孔技术完成了加速度计的加工。采用马歇特冲击... 依据介观压阻效应原理,设计出一种以超晶格量子阱薄膜为敏感单元的高g值纳机电加速度计,期望利用超晶格量子阱薄膜的高灵敏特性,提高加速度计的灵敏度。结合GaAs基表面微机械加工工艺和控制孔技术完成了加速度计的加工。采用马歇特冲击的方法完成了加速度计的测试,并利用冲击响应谱分析了微加速度计在有外部冲击情况下的响应,研究结果表明:依据介观压阻效应原理和MEMS技术制作高g值纳机电加速度计具有可行性,从测试结果可以看出该微加速度计不但冲击响应信号与标准加速度计所测信号很接近,而且它们的响应一致性较好。 展开更多

关键词 高g值加速度计 介观压阻效应 量子阱薄膜 GaAs微结构

下载PDF 职称材料

一种高灵敏度的介观压阻微陀螺的设计

7

作者 罗文华 曾劲松 温廷敦 《中原工学院学报》 CAS 2011年第1期7-10,共4页

应用介观压阻效应,研究设计了一种含直拉直压微梁结构的微机械陀螺,并利用共振隧穿薄膜作为该微机械陀螺的敏感元件以提高陀螺的灵敏度。MATLAB软件仿真表明:当施加在GaAs/AlAss共振隧穿薄膜上的偏置电压为0.9 V,薄膜上的应变幅值不大于... 应用介观压阻效应,研究设计了一种含直拉直压微梁结构的微机械陀螺,并利用共振隧穿薄膜作为该微机械陀螺的敏感元件以提高陀螺的灵敏度。MATLAB软件仿真表明:当施加在GaAs/AlAss共振隧穿薄膜上的偏置电压为0.9 V,薄膜上的应变幅值不大于0.000 575时,薄膜都工作在负阻区域,此时共振隧穿薄膜能较好地检测出微梁上的应变。仿真结果还表明,在共振隧穿薄膜负阻区域的偏压为0.78 V时,压阻效应灵敏度的数量级为4.19×10-10,比室温下硅的最大压阻灵敏度高一个数量级,达到了高灵敏度微机械陀螺设计的目的. 展开更多

关键词 微机械陀螺 介观压阻效应 共振隧穿 超晶格

下载PDF 职称材料

介观压阻效应 被引量：41

8

作者 温廷敦 张文栋 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期41-43,共3页

为了突破传统机电转换 ,如压电、压阻及压容等效应的宏观物理局限 ,着手研究介观压阻效应。本文提出 ,通过四个物理过程来实现介观压阻效应。原理上讲 ,在力学信号作用下 ,纳米结构中的应力分布会发生变化 ;应力变化可引起内建电场的产... 为了突破传统机电转换 ,如压电、压阻及压容等效应的宏观物理局限 ,着手研究介观压阻效应。本文提出 ,通过四个物理过程来实现介观压阻效应。原理上讲 ,在力学信号作用下 ,纳米结构中的应力分布会发生变化 ;应力变化可引起内建电场的产生 ;内建电场将导致纳米结构中量子能态发生改变 ;量子能态改变会引起共振隧穿电流的变化。 展开更多

关键词 介观物理 介观压阻效应 电子光学 纳米结构 内建电场 共振隧穿电流

下载PDF 职称材料

GaAs微结构中共振隧穿薄膜介观压阻效应研究 被引量：3

9

作者 王建 张文栋 +2 位作者 薛晨阳 熊继军 张斌珍 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期702-705,共4页

设计并利用控制孔技术加工了GaAs基微结构和基于该微结构的共振隧穿薄膜,并通过实验研究了微结构中共振隧穿薄膜的介观压阻效应,试验结果表明其介观压阻灵敏度比硅的最大压阻灵敏度高一个数量级。

关键词 共振隧穿薄膜 介观压阻效应 砷化镓基微结构

下载PDF 职称材料

介观压阻效应及器件 被引量：3

10

作者 张文栋 熊继军 +2 位作者 薛晨阳 张斌珍 仝召民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期26-33,共8页

介绍GaAs/AlAs/InGaAs双势垒超晶格薄膜结构的介观压阻效应以及几种基于此效应的新型传感器件。阐述介观压阻效应的四个过程,结合空气桥结构和欧姆接触技术,在[001]晶向半绝缘GaAs衬底上加工出来了GaAs/AlAs/InGaAs共振隧穿结构(Resonan... 介绍GaAs/AlAs/InGaAs双势垒超晶格薄膜结构的介观压阻效应以及几种基于此效应的新型传感器件。阐述介观压阻效应的四个过程,结合空气桥结构和欧姆接触技术,在[001]晶向半绝缘GaAs衬底上加工出来了GaAs/AlAs/InGaAs共振隧穿结构(Resonant tunneling structures,RTS),并对其进行了加压试验研究,发现其介观压阻灵敏度达到2.54×10^(-9)Pa^(-1),是硅压阻灵敏度的一个数量级以上。采用控制孔技术成功加工出了基于RTS的圆膜压力、四梁加速度和仿生矢量水声三种新型纳机电器件,并分别对其进行了压力罐、振动台和水下驻波测试。结果表明圆膜压力传感器具有较好的力电耦合特性:四梁加速度计的压阻灵敏度随RTS两端偏置电压可调,并在微分负阻区具有最大压阻灵敏度;矢量水听器具有良好的"8"字余弦指向性,灵敏度在1 000 Hz时达到184.6 dB,可以实现水平面内的水下声信号探测。 展开更多

关键词 介观压阻效应 共振隧穿结构 纳机电

下载PDF 职称材料

介观压阻型微压力传感器设计 被引量：2

11

作者 王伟 温廷敦 《电子设计工程》 2009年第2期102-103,共2页

运用共振隧穿双势垒(DBRT)结构中的一种压阻效应原理—介观压阻效应,用GaAs/AlAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器。并对介观压阻和普通压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理... 运用共振隧穿双势垒(DBRT)结构中的一种压阻效应原理—介观压阻效应,用GaAs/AlAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器。并对介观压阻和普通压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理,可以提高压力传感器的灵敏度,为制造基于介观压阻效应的新型超敏感型传感器提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 传感器 共振隧穿 介观压阻效应 周边固支平膜片结构 灵敏度

下载PDF 职称材料

基于介观压阻效应的新型微陀螺仪结构设计与优化 被引量：2

12

作者 李孟委 刘俊 +2 位作者 刘韶轩 杜康 石云波 《测试技术学报》 2009年第6期519-525,共7页

介绍了介观压阻效应,其灵敏度比硅压阻效应高一个数量级.利用该效应作为高灵敏度器件,首次提出了介观压阻效应微陀螺仪结构,并论述了其工作原理.利用AN SY S软件,对其结构性能进行仿真,分析了固有频率、振幅以及哥氏效应下敏感方向的位... 介绍了介观压阻效应,其灵敏度比硅压阻效应高一个数量级.利用该效应作为高灵敏度器件,首次提出了介观压阻效应微陀螺仪结构,并论述了其工作原理.利用AN SY S软件,对其结构性能进行仿真,分析了固有频率、振幅以及哥氏效应下敏感方向的位移等特性,提出了结构优化分析的方法.在哥氏效应等耦合作用下对该结构进行多参数优化设计,并得到优化结果.经过对结果进行比较和考量分析,结果证明:微陀螺仪的驱动频率和检测频率的差值由原来的217.83 H z增大到362.87 H z,微陀螺仪的工作带宽增大,同时质量块在Z方向的位移增大了0.3μm,从而使检测梁根部受到的应力也增大了1.7 M Pa,结构灵敏度提高了18%. 展开更多

关键词 介观压阻效应 微机械陀螺 结构优化

下载PDF 职称材料

基于共振隧穿的位移传感器设计

13

作者 张庆伟 温廷敦 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第2期66-67,共2页

运用了一种新效应——介观压阻效应,以A lAs/GaAs/A lAs共振隧穿双势垒(DBRT)结构薄膜作为力敏元件,设计了一种压阻式微位移传感器。通过分析、计算和模拟得到了它的输入、输出特性和灵敏度,把它与同类传感器做了比较,结果显示:DBRT结... 运用了一种新效应——介观压阻效应,以A lAs/GaAs/A lAs共振隧穿双势垒(DBRT)结构薄膜作为力敏元件,设计了一种压阻式微位移传感器。通过分析、计算和模拟得到了它的输入、输出特性和灵敏度,把它与同类传感器做了比较,结果显示:DBRT结构可以提高灵敏度、调节灵敏度。为设计介观压阻式微位移传感器提供了理论依据。 展开更多

关键词 传感器 共振隧穿 介观压阻效应 位移 灵敏度

下载PDF 职称材料

基于共振隧穿二极管的微机械陀螺设计 被引量：1

14

作者 王瑞荣 杜康 +3 位作者 李孟委 石云波 刘俊 李平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期647-650,共4页

介绍了一种基于介观压阻效应的新型电磁式微机械陀螺,并对陀螺进行了结构设计。该结构采用电磁驱动方式,实现了工作电压小、驱动力大、行程大的要求;采用共振隧穿二极管(RTD)所具有的介观压阻效应检测方式,本质上提高了陀螺的灵敏度。用... 介绍了一种基于介观压阻效应的新型电磁式微机械陀螺,并对陀螺进行了结构设计。该结构采用电磁驱动方式,实现了工作电压小、驱动力大、行程大的要求;采用共振隧穿二极管(RTD)所具有的介观压阻效应检测方式,本质上提高了陀螺的灵敏度。用ANSYS软件对结构进行了模态分析和路径分析,确定了结构的固有频率和RTD放置位置。结合目前工艺要求,对该陀螺进行了工艺设计并实现了结构加工。 展开更多

关键词 电磁驱动 介观压阻效应 结构设计 微机械陀螺

下载PDF 职称材料

介观压阻效应在微型传感器中的应用研究

15

作者 王伟 温廷敦 +1 位作者 许丽萍 张庆伟 《太原师范学院学报（自然科学版）》 2008年第2期132-134,155,共4页

对运用共振隧穿双势垒(DBRT)结构中的一种压阻效应原理——介观压阻效应,用GaAs/AlAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器.通过分析、模拟、计算和试验测试得到了它的参数,并对介观压阻灵敏度... 对运用共振隧穿双势垒(DBRT)结构中的一种压阻效应原理——介观压阻效应,用GaAs/AlAs/InGaAs DBRT结构薄膜作为敏感元件,设计了一个周边固支平膜片结构的压力传感器.通过分析、模拟、计算和试验测试得到了它的参数,并对介观压阻灵敏度和压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了介观压阻效应原理可以提高压力传感器的灵敏度的可行性,为制造出基于介观压阻效应的新型超敏感型传感器提供了一定的理论依据. 展开更多

关键词 传感器 共振隧穿 介观压阻效应 周边固支平膜片结构 灵敏度

下载PDF 职称材料

介观压阻效应微陀螺仪的制造问题及改进方法

16

作者 李孟委 杜康 +2 位作者 刘俊 王勇 石云波 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第6期624-629,共6页

将利用多势垒纳米膜介观压阻效应的高灵敏度器件应用在陀螺中,提出了介观压阻效应微陀螺仪结构,并论述了其工作原理.研究并开发了多势垒纳米膜及介观压阻效应微陀螺仪的制造工艺,通过对制造后的结构进行测试,发现了制造过程中的缺陷,包... 将利用多势垒纳米膜介观压阻效应的高灵敏度器件应用在陀螺中,提出了介观压阻效应微陀螺仪结构,并论述了其工作原理.研究并开发了多势垒纳米膜及介观压阻效应微陀螺仪的制造工艺,通过对制造后的结构进行测试,发现了制造过程中的缺陷,包括敏感结构多势垒纳米膜制造缺陷、陀螺检测梁和驱动梁制造缺陷、检测信号电磁干扰缺陷和封装缺陷等.分析论述了形成缺陷的原因,提出了克服这些问题的工艺方法,从而改进了隧穿微机械陀螺仪的制造工艺,有利于提高微陀螺的制造成品率. 展开更多

关键词 隧穿微陀螺仪 多势垒纳米膜 介观压阻效应 制造工艺 缺陷

下载PDF 职称材料

轴向应变对双势垒结构共振隧穿的影响

17

作者 张庆伟 温廷敦 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第5期199-201,共3页

首先介绍了共振隧穿理论和一种新效应——介观压阻效应,对AlxGa1-xAs/GaAl/AlxGa1-xAs共振隧穿双势垒结构的轴向施加压应变作了分析,然后计算了轴向应变对垒宽和垒高的影响,对透射系数和隧穿电流用Matlab作了仿真.发现压应变可以使隧穿... 首先介绍了共振隧穿理论和一种新效应——介观压阻效应,对AlxGa1-xAs/GaAl/AlxGa1-xAs共振隧穿双势垒结构的轴向施加压应变作了分析,然后计算了轴向应变对垒宽和垒高的影响,对透射系数和隧穿电流用Matlab作了仿真.发现压应变可以使隧穿电流线性增加,偏压不同电流增加的速率也不同,为设计共振隧穿器件提供了理论依据. 展开更多

关键词 应变 共振隧穿 介观压阻效应

下载PDF 职称材料

介观压阻效应电磁驱动微机械陀螺仪的设计与测试

18

作者 王瑞荣 杜康 +1 位作者 石云波 刘俊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1700-1703,共4页

将共振隧穿二极管具有的介观压阻效应与哥氏效应结合应用于陀螺的设计中,提出了一种新型的采用回折型正交梁的陀螺结构。结合现在的工艺水平,设计了合理的加工工艺方案,并进行了加工与封装。通过对封装后的陀螺进行驱动方向测试,得到了... 将共振隧穿二极管具有的介观压阻效应与哥氏效应结合应用于陀螺的设计中,提出了一种新型的采用回折型正交梁的陀螺结构。结合现在的工艺水平,设计了合理的加工工艺方案,并进行了加工与封装。通过对封装后的陀螺进行驱动方向测试,得到了固有频率的范围;检测方向上利用振动台对陀螺灵敏度进行了测试,得到在1kHz和4kHz时的测试灵敏度分别为7.51mV/gn、100.74mV/gn。 展开更多

关键词 介观压阻效应 微机械陀螺 驱动测试 检测测试

下载PDF 职称材料