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音像NEMS传感器的研制与应用谭苗苗著
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1NEMS传感器的结构及加工工艺设计1.1NEMS传感器的元件:一维纳米材料1.1.1纳米管、纳米线、纳米带1.1.1.1碳纳米管1.1.1.2纳米线1.1.1.3纳米带1.1.2一维纳米材料的机电能1.2基于一维纳米材料的NEMS生物传感器设计1.2.1NEMS传感器系统设计1.2.2传感器加工工艺1..传感器测试方案1...1扫描电镜测试1...2器件的电特测试1...生物检测实验2基于一维纳米材料的NEMS传感器研究进展2.1碳纳米管原位生长2.2碳纳米管生长后组装.碳纳米管的多层结构制造2.4NEMS器件的电学特研究进展2.5基于一维纳米材料NEMS器件制备方法的研究意义3面向NEMS器件的一维纳米结构流体组装3.1碳纳米管悬浮液的配制3.2组装碳纳米管的基片修饰与选择3.2.1基片修饰预处理3.2.2基片选择3.3流体定向组装碳纳米管3.3.1流体定向组装原理3.3.2流体组装实验装置设计3.3.3流体组装计算3.3.3.1计算模型3.3.3.2计算结果3.3.4流体组装实验3.3.4.1碳纳米管流体组装实验3.3.4.2一维纳米材料流体组装实验3.4碳纳米管方向一致评3.5本章小结4面向NEMS器件的一维纳米结构介电电泳组装4.1介电电泳组装概述4.2碳纳米管的介电电泳排列组装4.2.1介电电泳场强分布4.2.2介电电泳实验4..介电电泳组装的影响因素分析4...1电极宽度4...2电泳时间4...电场模式4.2.4一维纳米材料的介电电泳组装4.2.4.1单壁碳纳米管4.2.4.2碳纳米纤维4.2.4.3BiS半导体纳米线4.3碳纳米管的单层有序多层结构制备4.3.1介电电泳结合LBL组装方法4.3.2介电电泳与LBL组装实验4.3.3碳纳米管单层有序的纵向多层结构4.4流体与介电电泳结合排列组装碳纳米管4.4.1流体参数选择4.4.2电场参数选择4.4.3流体结合电泳组装与电泳组装和流体组装比较4.5本章小结5面向NEMS器件的电接触能研究5.1电接触的理论分析5.2碳纳米管金属引线制作方法5.3金属电极上沉积碳纳米管的接触特研究5.3.1振动破坏实验验接触可靠5.3.1.1振动实验装置5.3.1.2加速度1~10g垂直方向振动对接触的影响5.3.1.3加速度大于10g的振动对接触的影响5.3.2高温退火改善接触研究5.3.2.1高温退火实验5.3.2.2实验结果分析5.4图形化金属包覆碳纳米管的引线接触研究5.4.1金属选择5.4.2金属引线电极制作5.4.2.1电极图形及工艺设计5.4.2.2金属腐蚀5.4..接触状态比较5.5本章小结6NEMS传感器在空气环境检测中的应用6.1NEMS传感器应用于空气环境检测的研究进展6.2以硅纳米线为元件的NEMS传感器6.2.1元件6.2.1.1硅纳米线制备6.2.1.2硅纳米线的表面修饰6.2.2传感器结构6..基于场效应晶体管结构的纳米线传感器检测原理6.3空气微生物检测系统6.3.1气溶胶发生装置6.3.2气溶胶样品采集6.3.2.1气溶胶静电采样原理6.3.2.2气溶胶采样器结构6.3..采样器电场分布计算6.3.2.4采样器的物理采集效率实验分析6.3.2.5NEMS传感器检测用样品的输运6.3.3信号处理及显示装置6.4采用NEMS传感器检测实验7NEMS传感器的发展趋势及应用前景展望7.1NEMS传感器研究的发展趋势7.1.1纳米材料的制备及能研究7.1.2器件的结构研究7.1.3器件的加工工艺7.2NEMS传感器的应用前景展望参考文献后记
谭苗苗,工学博士,北京联合大学机械工程及自动化系副主任。主要研究方向为微机电系统、测控技术。2004年9月-2008年7月。在清华大学精密仪器及机械学系攻读博士,并获得工学博士;2008年7月-2010年6月,在北京大学环境污染与控制重点实验室博士后流动站工作。
微机电系统(MEMS)具有体积小、成本低、易于集成和批量生产等优点,在信息、军事、医疗、汽车、航天等领域有广泛的应用。近年来,随着纳米材料和结构研究的深入,将纳米材料、纳米结构和纳米加工与MEMS相结合,形成了一个新的研究方向纳机电系统(NEMS)。本书通过涉及物理、化学、生物、材料、、机械等多门学科,讲述了利用纳米材料/结构表现出的独特的力、电、热、光、磁等能进行新型纳传感器件的研究逐渐成为NEMS研究的一个热点。从纳米材料的新效应和新质出发,可以实现新功能或突破常规器件的能极限,实现具有新原理或高能(如高灵敏度、低功耗、低噪声)的纳米器件和系统。
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