太原理工大学微纳系统研究中心
- 作品数：31 被引量：70H指数：4
- 相关作者：张丹赵冬李丹更多>>
- 相关机构：清华大学机械工程学院精密仪器与机械学系清华大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术一般工业技术理学更多>>
- 基于共振光隧穿效应的加速度传感器
- 2019年
- 为了设计新型的加速度传感器,将共振光隧穿结构应用于传感元件,利用COMSOL软件对传感器的频率响应、灵敏度性能等关键要素进行了模拟仿真分析,搭建了实验平台,验证了共振光隧穿原理。结果表明,基于共振光隧穿效应结构的加速传感器在100Hz～3000Hz范围内、加速度为500m/s2的情况下,灵敏度可达到6.7dB/g。该传感器小巧轻便、结构简单,且具有较高的灵敏度,这为光学传感器的研究提供了新的方法和思路,具有广阔的应用前景。
- 白刚菅傲群菅傲群
- 关键词：传感器技术加速度传感器灵敏度谐响应
- 金纳米粒子-聚二甲基硅氧烷纳米复合材料制备方法研究进展
- 2014年
- 金纳米粒子-聚二甲基硅氧烷纳米复合材料具有杨氏模量小,生物兼容性好,及良好的光学和电学性质,近年来受到越来越多的关注。综述了近期国内外关于金纳米粒子-聚二甲基硅氧烷纳米复合材料制备方法的研究成果。根据制备原理的不同,从化学法和物理法两方面进行详细介绍,并对化学法中一步还原法、两步还原法、置换法及物理混合法的原理进行深入探究,系统阐述了制备过程中各因素对复合材料的影响。对上述制备方法的特点进行了对比总结,分析了不同制备方法的技术难点。
- 赵媛张文栋桑胜波马文哲李朋伟胡杰李刚
- 关键词：纳米金粒子聚二甲基硅氧烷纳米复合材料
- 条形和脊型SOI波导微环结构传感性能研究(英文)被引量：4
- 2015年
- 使用时域有限差分(FDTD)方法研究了基于SOI微环谐振腔结构的条形和脊型波导,探究了微环谐振腔应用于生物传感的理论。分析了结构的几何尺寸对生物传感器灵敏度的影响。通过分析条形和脊型波导的模场分布图,解释了条形波导的灵敏度明显高于脊型波导的原因,且随着波导宽度的增加其灵敏度系数的变化遵循相同的趋势。并且,当条形波导取得最高的灵敏度系数时,其横截面是方形的,然而脊型波导的最大灵敏度值对应的却是不完全对称的几何结构。当条形波导的横截面全对称时,灵敏度达到最大值172.3 nm/RIU。
- 邓丽莉石强张辉段倩倩菅傲群桑胜波张文栋
- 关键词：微环谐振腔生物传感器横截面
- 热电子注入效率影响因素的仿真研究
- 2022年
- 以Fowler理论模型为基础,通过将热电子注入过程分为热电子的产生、传输和发射3个部分进行量化分析,仿真计算了入射光子能量、贵金属纳米颗粒尺寸、以及肖特基势垒高度3个因素对热电子注入效率的影响。仿真结果表明,入射光子能量和热电子注入效率之间存在正相关关系、半径为5 nm左右的贵金属纳米颗粒具有最佳的热电子注入效率、热电子注入效率随着肖特基势垒高度的升高而逐渐降低。仿真结果加深了热电子注入物理过程的理解,为等离子光催化剂和光电器件的设计提供了理论指导。
- 李旺豪杨婷张震张震菅傲群
- 关键词：光子能量
- 偶极子镜面效应FDTD仿真研究与定量分析被引量：1
- 2022年
- 贵金属纳米颗粒的局域等离子体共振可以显著增强宽禁带半导体的可见光响应,但纳米颗粒小体积强散射特性存在吸收系数低的问题,严重限制了其光电转换效率。偶极子镜面效应通过相对简单的金属-介质-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构就可以实现宽频谱高效吸收,而了解其性能随关键参数调变规律对于器件设计制备具有重要指导作用。以AuNPs/TiO_(2)/Au三明治结构为基础,通过时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)仿真了AuNPs/TiO_(2)/Au的电/磁场强度和面积,得到不同结构参数下电磁场以及吸收效率的变化趋势。仿真结果表明,中间介质层可以有效调控结构的光吸收特性。当介质层厚度为60 nm时,MIM三明治结构会产生最强的等离子磁共振,且在宽频带(500~850 nm)实现最佳的可见光吸收效率(92%).该研究为进一步设计基于MIM三明治结构的高效等离子光催化剂和光电器件提供了理论指导。
- 杨婷张震贾华萍菅傲群桑胜波
- 基于MEMS传感器的微小型飞行器飞行控制系统
- 2014年
- 针对微小型飞行器带载荷能力差的问题,研发了基于微机电系统(MEMS)传感器的多集成度自动飞行控制系统,介绍了其硬件组成和结构框图,并对包括空速控制、纵向控制、横向控制的导航算法进行了详细介绍,同时基于自主研发的微小型固定翼飞行器进行了试验验证。试验结果证明,该飞行控制系统可以在指定高度要求下引导微小型飞行器完成期望航迹跟踪,满足日常巡检巡查等任务要求。
- 翟瑞永周兆英张文栋刘佳孙其瑞
- 关键词：微机电系统飞行控制
- SOI基纳米光栅耦合器的结构改进与仿真验证被引量：1
- 2015年
- 针对硅基光波导与单模光纤在光耦合过程中存在耦合效率低,对准难度大的问题,提出了一种新型基于绝缘体上硅(SOI)结构的纳米光栅耦合器。运用有限时域差分法探究了纳米光栅耦合器的结构特性,结合光纤准直器的准直原理,系统分析了纳米光栅耦合器的结构模型。研究了入射光波长、入射角度、光栅占空比等因素对光栅耦合效率的影响,得出了基本纳米光栅耦合器的最佳结构参数;在基本耦合光栅结构的基础上进行了改进,增加了后反射器、增透膜和底层介质膜,并运用Optiwave OptiFDTD 8.0软件优化了各部分结构的设计参数,得到了优化的耦合光栅结构。纳米光栅耦合器的耦合效率提高至59.37%,3dB带宽达到65nm。
- 任馨宇菅傲群段倩倩张文栋李朋伟胡杰李刚桑胜波
- 关键词：有限时域差分法绝缘体上硅光纤准直器
- 冲击工况下用于煤岩界面识别系统的压电叠堆俘能器研究
- 2017年
- 针对当前切割响应分析法识别煤岩界面所存在的有线传输和供电困难等问题,提出了一种基于压电叠堆的无线、自供能煤岩界面识别系统。阐述了系统整体设计方案、能量采集与能源管理模块、信号处理与无线传输等模块的功能。在自主研发的落锤装置上进行了压电俘能器冲击实验,研究了压电叠堆俘能器的冲击载荷响应特性。实验结果表明,受冲击载荷作用,俘能器输出电压随着冲击力大小呈线性变化,且当落锤高度为250mm时其输出功率可达到35W,理论上足以为各种传感器和Zig Bee无线模块供电。
- 解胜东王建军冀健龙桑胜波张文栋廉自生
- 关键词：煤岩界面识别压电叠堆自供电冲击载荷无线
- SPI串行Data Flash在MEMS姿态测量系统中的应用被引量：7
- 2013年
- 基于MEMS传感器的姿态测量系统以体积小、功耗低、实时性好、方便使用等优点而得到广泛应用,传感器信息除用于实时处理进行姿态解算以外,更需要长时间保存以达到校对、仿真、数值分析等多种用途。针对大容量存储在实际使用中疑难较多的问题,主要介绍了大容量Flash存储器AT45DB321D在姿态测量系统中的应用,描述了其基本性能及在姿态测量系统中的硬件连接和软件设计,重点讨论了利用单片机I/O接口模拟SPI操作以及操作指令的具体实现等问题。
- 翟瑞永张文栋周兆英桑胜波李朋伟孙其瑞
- 一种新型微流体系统设计与合理性分析
- 2014年
- 微流体系统作为一种可对流体进行精密控制、操作与检测的技术,其发展为细胞体外培养提供了新的平台,而且可与生物传感器结合构成微流体传感测试系统,大大提高细胞传感检测的精确性、一致性和稳定性。在微系统设计与制造的基础上,提出了一种新型微流体系统结构,应用COMSOL软件建立了微流体系统模型,通过对其流动特性的分析对比,优化了系统结构,系统地研究了其对细胞培养与检测的影响。结果表明:该结构既能实现细胞的长期培养;又能通过精确的微流控制,结合生物传感器,对不同时期或不同病态的细胞进行实时检测和分析。该研究对医用药物测试芯片与微流传感测试系统有着重要的意义。
- 唐晓亮桑胜波张文栋李朋伟胡杰李刚
- 关键词：微机电系统微流体流动特性细胞培养
