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正版 纳机电系统
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译者序原书前言物理常数物理量第1章从MEMS到NEMS 11.1微纳机电系统:概述11.2小结7第2章纳米尺度上的转导与噪声的概念92.1机械传递函数92.2转导原理142.2.1纳米结构的驱动152.2.2检测212.3自激振荡与噪声342.4小结39第3章NEMS与其读出电路的单片集成413.1简介413.1.1为什么要将NEMS与其读出电路进行集成413.1.2 MEMS-CMOS与NEMS-CMOS之间的区别423.2单片集成的优势与主要途径433.2.1集成方案及其电气性能的比较433.2.2闭环NEMS-CMOS振荡器:构建基于NEMS的频率传感器的必不可少的组成模块463.2.3从制造技术的角度概述主要成就473.3从转导的角度对一些显著成就的分析513.3.1电容式NEMS-CMOS的案例513.3.2压阻式NEMS-CMOS的案例553.3.3替代途径583.4小结与未来展望59第4章NEMS与尺度效应604.1简介604.1.1固有损耗644.1.2外部损耗654.2纳米结构中的近场效应:卡西米尔力694.2.1卡西米尔力的直观解释694.2.2问题704.2.3两个硅板之间卡西米尔力的严格计算724.2.4纳米加速度计内卡西米尔力的影响764.2.5本节小结794.3“固有”尺度效应的示例:电传导定律804.3.1电阻率804.3.2压阻效应854.4光机纳米振荡器和量子光机934.5小结101第5章结论与应用前景:从基础物理到应用物理102附录114附录A针对纳米线的“自下而上”和“自上而下”制造工艺114A.1“自下而上”制造114A.2“自上而下”制造116附录B卡西米尔力详述117参考文献119
本书介绍了MEMS(微机电系统)向NEMS(纳机电系统)的演变、NEMS的相关理论和技术以及相关的前沿研究。书中内容主要讨论了NEMS的机电特性、尺度效应带给NEMS的有趣性能以及目前的制造工艺,为该领域目前和未来的研究提供了清晰的叙述。
本书主要针对MEMS到NEMS的转变中遇到的尺度效应问题和相关的解决方案进行了讨论,对当前的制造工艺进行了介绍,并对未来的技术发展方向进行了展望。相比市面上的相关参考类书籍,本书篇幅短小,内容精炼,针对性很强。对于开展相关研究工作的人员来说,是一本很好实用的理论和技术参考资料。纳米机电系统(NEMS)是高频机械系统,在检测极小的力或很好低的质量方面迅速而极其敏感。这些小型器件被用于在纳米尺度上集成电子和机械功能。NEMS覆盖了从信号处理到超弱刺激检测的大量应用,并且可以构成更大的微系统的一部分。它们的低质量使它们成为识别生物界中的生物分子或测量细胞强度的理想候选者。这些组件的潜力表明它们将在医学诊断、环境检测和食品质量检测方面发挥重要的作用。本书介绍了纳米系统的理论和技术要素。在所讨论的不同话题中,包括了NEMS的机电特性、它们在不同应用中的有趣特性的尺度效应以及当前的制造工艺。作者为读者提供了有用的工具,并对相关领域的当前和未来的研究提供了准确的描述。
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