导读:本文包含了介观压阻论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微机械陀螺,静电驱动,介观压阻效应,结构设计
介观压阻论文文献综述
王瑞荣[1]（2011）在《静电驱动硅基介观压阻式微陀螺仪设计与相关陀螺测试》一文中研究指出微机械陀螺仪由于其体积小、功耗低以及可靠性高等优点,而在惯性测量领域有着广泛的应用前景。共振隧穿器件是基于分子束外延(MBE)技术的新型介观压阻器件,其灵敏度比硅压阻灵敏度高约一个数量级,且受温度的影响较小。将其应用于微机械陀螺的研究本质上可提高陀螺的灵敏度。针对该隧穿器件的应用设计了一种结构新颖的陀螺,结合硅基异质外延砷化镓单晶薄膜技术,不但实现了高灵敏度隧穿器件在陀螺上的集成,而且可应用成熟硅微加工技术实现高深宽比陀螺结构的加工。论文在对微机械陀螺工作原理进行介绍的基础上,对微机械陀螺的动力学方程进行了分析。同时对静电驱动原理、介观压阻检测原理的相关理论进行了分析研究。提出了一种采用基于硅基—砷化镓材料的陀螺结构,其中陀螺结构采用硅材料加工,敏感元件采用砷化镓材料加工。通过大量的理论分析与仿真研究,确定了结构具体的尺寸参数。并对陀螺的固有频率、结构阻尼等进行了研究,验证了陀螺结构设计的合理性;通过路径分析确定了敏感元件的放置位置,以获得较高的灵敏度。通过对陀螺加工过程中关键工艺的详细说明以及与加工单位的协调研究,设计并确定了陀螺加工的具体工艺流程与加工版图,其中敏感元件的加工采用表面微加工技术,陀螺结构的加工采用体微加工技术。利用课题组所研究的成果,对一种电磁式介观压阻陀螺进行了性能测试,验证了陀螺敏感元件RTD具有负阻效应,另外也得到陀螺的驱动频率大于等于4KHz。利用叁轴转台进行测试,在-1000—0°/s与0—1000°/s的角速度范围内陀螺的灵敏度分别为9.96μV/°/s和9.45μV/°/s。(本文来源于《中北大学》期刊2011-06-30）
罗文华,曾劲松,温廷敦[2]（2011）在《一种高灵敏度的介观压阻微陀螺的设计》一文中研究指出应用介观压阻效应,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.(本文来源于《中原工学院学报》期刊2011年01期）
王瑞荣,杜康,石云波,刘俊[3]（2010）在《介观压阻效应电磁驱动微机械陀螺仪的设计与测试》一文中研究指出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。(本文来源于《传感技术学报》期刊2010年12期）
杜康[4]（2010）在《砷化镓基介观压阻型微机械陀螺仪的设计与测试》一文中研究指出随着微纳米材料制备技术和微纳器件加工技术的迅速发展,各种基于超晶格量子阱结构的新原理器件被研制出来,因其纳米材料和结构尺寸的不同而产生各种效应,应用这些效应的新概念传感器随即被广泛提出。共振隧穿结构(RTS)是一种具有介观压阻效应的新型压阻器件,具有灵敏度高、温度漂移小的优点。微机械陀螺是一种测量角速度或角位移的惯性传感器,具有体积小、重量轻、可靠性高的特点,在微惯性导航领域有很大的应用潜力。将RTS的介观压阻效应与哥氏效应相结合应用于微机械陀螺是一种创新性的研究,可在本质上提高微机械陀螺的灵敏度。本论文在共振隧穿结构介观压阻效应理论的基础上,提出了一种GaAs基介观压阻型微机械陀螺仪。主要工作包括介观压阻型微机械陀螺的设计、加工和测试。该陀螺采用电磁驱动-介观压阻检测方式,设计了一种回折型正交梁结构实现驱动方式和检测方式的要求;应用ANSYS优化设计对陀螺进行了模态匹配,驱动模态和检测模态的固有频率分别为3530Hz和3671Hz;对陀螺结构的驱动方向和检测方向的阻尼进行了分析并得到,当位移间隙设计为15μm时,大气环境中驱动方向和检测方向的品质因数分别为4595.5和166;利用ANSYS瞬态分析对该结构进行了哥氏效应的仿真。采用分子束外延(MBE)技术在半绝缘的GaAs衬底上生长了GaAs/AlAs/InGaAs双势垒单势阱的隧穿薄膜结构,通过GaAs基表面加工技术和体加工技术实现了RTS结构和陀螺结构的加工,并实现了工艺的兼容。根据电磁驱动和介观压阻检测原理设计了一种简单的测试接口电路,分别对驱动方向、检测方向上的特性及哥氏效应进行了测试。由于加工精度问题,测试得到驱动方向的固有频率和品质因数分别为4020Hz和200.5;检测方向在1KHz和4KHz输出的灵敏度分别为7.51mV/g和100.74mV/g;当测量的范围为±550°/s时,哥氏效应灵敏度为9.35μV/°/s。本文首次探索性的对介观压阻型GaAs基新概念微机械陀螺仪进行了研究,由于初次研究,在设计、加工和测试方面都存在诸多问题,对陀螺结构的优化、加工工艺的提高和测试方法的改进方面都值得深入研究,因此本文开发的介观压阻型微机械陀螺仪具有进一步提高性能的潜力,同时表现出广阔的应用前景。(本文来源于《中北大学》期刊2010-06-03）
李孟委[5]（2010）在《基于砷化镓的介观压阻效应微机械陀螺研究》一文中研究指出陀螺是惯性导航和制导的核心器件之一,决定着武器的精确打击能力,而高灵敏度陀螺是国外禁运技术,因此发展陀螺技术是国防建设的需要。微机械陀螺以体积小、成本低、搞过载能力强等优势,成为世界各国研究的热点。本文就此提出了一种压阻系数比硅高的新型介观压阻效应微机械陀螺,对其敏感机理、结构设计、制造工艺、性能测试等方面开展了研究。介观压阻效应的敏感机理是：在力学信号作用下,多层纳米膜结构中的应变发生变化；一定条件下应变可引起结构内建电场的产生；内建电场将导致纳米带结构中量子能级发生变化；量子能级变化会引起共振隧穿电流变化。简言之,在能发生共振隧穿效应的条件下,通过上述四个物理过程,可将一个微弱力学信号转化为一个较强的电学信号。本文所研究的微机械陀螺采用电磁驱动的方式,驱动力易控,幅值稳定,驱动模态设计为滑膜阻尼,检测模态设计为压膜阻尼,当质量块运动间隙为15μm时,驱动模态品质因子为4591,检测模态品质因子为167。仿真分析了驱动模态和检测模态的固有频率分别为3530Hz和3671Hz,微机械陀螺工作带宽为76 Hz,驱动X方向抗冲击能力为24579g,检测Z方向抗冲击能力为7974g。结构位移灵敏度设计为5.21×10-8m/°/s,结构应力灵敏度为2.52×10-2Mpa/°/s,量程为±288°/s,热噪声为0.3665°/h/(?)。研究了纳米膜压敏结构与微机械陀螺结构制造耦合工艺,利用开发的空气桥、欧姆接触、控制孔、腐蚀自停止等关键工艺在内的MEMS加工工艺,实现了MEMS制造工艺与多层纳米薄膜制作工艺的结合,成功制作了介观压阻效应微机械陀螺。研究了介观压阻效应微机械陀螺电磁驱动电路和Goriolis力微弱信号检测电路关键技术,设计了开环驱动电路,驱动反馈检测电路、介观压阻电桥检测电路、可调稳压电源电路、解调电路、滤波电路等,实现了微机械陀螺的驱动和微弱信号的检测。搭建了实验测试系统,对微机械陀螺的性能进行了测试。在大气压下,微机械陀螺的驱动模态谐振频率为4060Hz,品质因子为815,驱动模态谐振频率为4040Hz,品质因子为175。理论计算微机械陀螺负阻区灵敏度为19.8mV/°/s,正阻区灵敏度为52.8μV/°/s,实验测试结果显示检测灵敏度为9.35gV/°/s,微机械陀螺工作在正阻区而非所期望的负阻区,输入角速度在[-500°/s,+500°/s]范围内,线性系数为0.99。分析和测试结果表明,微机械陀螺因偏压漂移而工作在正阻区,灵敏度较低,但原理上实现了角速度的检测；证明了电磁驱动方法、介观压阻效应检测方法、工艺制造方法和实验测试方法可行,为进一步研究介观压阻效应微机械陀螺奠定了一定的理论基础和实验基础。(本文来源于《中北大学》期刊2010-05-07）
李孟委,杜康,刘俊,王勇,石云波[6]（2009）在《介观压阻效应微陀螺仪的制造问题及改进方法》一文中研究指出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.(本文来源于《中北大学学报(自然科学版)》期刊2009年06期）
李孟委,刘俊,刘韶轩,杜康,石云波[7]（2009）在《基于介观压阻效应的新型微陀螺仪结构设计与优化》一文中研究指出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%.(本文来源于《测试技术学报》期刊2009年06期）
温银萍[8]（2009）在《介观压阻型硅锗加速度计的仿真与设计》一文中研究指出本文研究了基于Si1-xGex /Si超晶格半导体薄膜结构的“介观压阻效应”的压阻式加速度传感器。在“介观压阻效应”理论的基础上,设计了Si1-xGex /Si/Si1-xGex双势垒共振隧穿纳米薄膜结构;运用MATLAB软件对不同尺寸的加速度计结构进行了仿真与设计;并采用ANSYS有限元分析软件对设计出的加速度计结构进行了仿真。本文设计了双悬臂梁结构的微加速度计,运用有限元软件ANSYS对该加速度传感器结构进行了静态仿真、模态仿真和谐响应分析。分析了不同参数对加速度计的影响。并对结构进行了优化设计,以满足对器件稳定性和量程的要求。最后通过选择合适的参数,设计出了量程是1g的敏感结构。本文还对共振隧穿异质结和加速度计进行了静态特性仿真。得出了基于Si1-xGex /Si/Si1-xGex量子阱薄膜结构的最大静态压阻灵敏度比基于硅的静态压阻灵敏度提高一个数量级的结论,而且加速度计结构灵敏度比采用硅薄膜时要高的多。本文研究创新点主要体现在:突破了传统的力电耦合工作原理,采用共振隧穿薄膜作为敏感元件,设计出了基于“介观压阻效应”原理的加速度计结构。(本文来源于《中北大学》期刊2009-04-27）
张庆伟[9]（2009）在《基于介观压阻效应微位移传感器的设计与仿真》一文中研究指出随着分子束外延(MBE)技术和纳机电系统加工技术的快速发展,各种新型的超晶格量子阱器件被加工出来。因尺度变小而产生的各种效应(包括量子效应)就会凸现出来,基于这些效应的纳机电器件会体现出新的特征和性能。本文研究了基于GaAs超晶格半导体薄膜结构的“介观压阻效应”的微位移传感器:在力学信号作用下,共振隧穿双势垒(DBRT)结构的内部应力分布发生变化;一定条件下应力变化引起内建电场的产生;内建电场将导致共振隧穿异质结中的量子能级发生变化;量子能级变化会引起共振隧穿电流的产生,通过上述四个物理过程可以将一个较弱的力学信号转化为较强的电学信号。本文详细介绍了GaAs基压阻型微位移传感器的工作原理和结构。利用Matlab软件对DBRT结构敏感元件进行了计算,分析了它的压阻特性;用Ansys软件对传感器弹性梁进行了位移、应变和固有频率进行了仿真分析,最后计算了传感器的输入输出特性和灵敏度,和经典的压阻式位移传感器作了比较。主要研究内容如下:(1)对基于共振隧穿双势垒结构的透射系数和隧穿电流公式进行推导。(2)计算DBRT结构中,应变对隧穿电流的影响,分析它的压阻效应。(3)计算传感器等截面梁和等强度梁的输入输出特性和固有频率。(4)用Ansys软件对两种弹性梁的应变和固有频率进行仿真,选择合适的位置粘贴应变片以后,计算它的输入输出关系和灵敏度,并与同类传感器进行比较。本论文从理论上验证了介观压阻效应原理可以提高传感器的灵敏度,为设计新型的传感器提供了一种思路。(本文来源于《中北大学》期刊2009-04-27）
王伟,温廷敦[10]（2009）在《介观压阻型硅微压力传感器仿真分析》一文中研究指出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,建立其叁维实体有限元模型,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。(本文来源于《电子技术》期刊2009年04期）
介观压阻论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
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.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
介观压阻论文参考文献
[1].王瑞荣.静电驱动硅基介观压阻式微陀螺仪设计与相关陀螺测试[D].中北大学.2011
[2].罗文华,曾劲松,温廷敦.一种高灵敏度的介观压阻微陀螺的设计[J].中原工学院学报.2011
[3].王瑞荣,杜康,石云波,刘俊.介观压阻效应电磁驱动微机械陀螺仪的设计与测试[J].传感技术学报.2010
[4].杜康.砷化镓基介观压阻型微机械陀螺仪的设计与测试[D].中北大学.2010
[5].李孟委.基于砷化镓的介观压阻效应微机械陀螺研究[D].中北大学.2010
[6].李孟委,杜康,刘俊,王勇,石云波.介观压阻效应微陀螺仪的制造问题及改进方法[J].中北大学学报(自然科学版).2009
[7].李孟委,刘俊,刘韶轩,杜康,石云波.基于介观压阻效应的新型微陀螺仪结构设计与优化[J].测试技术学报.2009
[8].温银萍.介观压阻型硅锗加速度计的仿真与设计[D].中北大学.2009
[9].张庆伟.基于介观压阻效应微位移传感器的设计与仿真[D].中北大学.2009
[10].王伟,温廷敦.介观压阻型硅微压力传感器仿真分析[J].电子技术.2009