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生物微机电系统与生物芯片技术进展

微机电系统 (Microelectromechanical Sys-tems,MEMS)的典型应用有微型传感器、微电机、微泵、微阀、光开关、生物芯片、纳米卫星及各种集成化微型仪器等。应用于生物医学领域的微机电系统通常称为生物微机电系统 (Bio MEMS)。传统上把在数平方厘米大小的硅片等材料上加工出的应用于生化分析的生物微机电系统称为生物芯片 (biochip)。以生物芯片为核心的微全分析系统 (micro total analysis systems,μTAS) [1] 是微机电系统当前的研究热点之一。1 生物微机电系统技术进展由于 Bio MEMS具有功能独特、体积小、重量轻、批量生产成本低等优点 ,它在生物医学领域应用很广 ,如皮下注射微型硅针、一次性血压计、可植入微量供药系统、细胞微夹钳等。应用 Bio-收稿日期 :2 0 0 0— 0 9— 11基金项目 :教育部骨干教师资助项目 (教技司 [2 0 0 0 ] 65...  (本文共6页) 阅读全文>>

《机械研究与应用》2002年01期
机械研究与应用

微机电系统的进展分析与研究

科学的进步总是在延拓着人们的感觉器官 ,人们在通过显微镜观察大自然造就的微观世界的奇妙景观的同时也在试图创造微观世界 ,来改变自身的生存空间和生活环境。从而引起了微电子技术、IC技术等的发展。而微电子技术的巨大成功在许多领域引发了一场微小型化革命 ,以加工微米 /纳米结构和系统为目的的微米 /纳米技术 (Micro/Nanotechnology)在此背景下应运而生。一方面人们利用物理化学方法将原子和分子组装起来 ,形成具有一定功能的微米 /纳米结构 ;另一方面人们利用精细加工手段加工出微米 /纳米级结构。前者导致了纳米生物学、纳米化学等边缘学科的产生 ,后者则在小型机械制造领域开始了一场新的革命 ,导致了微机电系统 (Micro Electro Mechanical Sys tems)的诞生。1 概念[1 ,2 ]MEMS一词来源于 1989年美国国家自然科学基金会 (NSF)主办的微机械加工技术讨论会的总结报告“Microel...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电子设计技术》2002年05期
电子设计技术

微机电系统大显身手

加工和微机电系统s)早已不是什么新物。自IC制造初期起,这两个概念就以各种形式出现了。在某些领域,用微机械加工方法制造的装置业已得到广泛采用,最著名的应用大概要算用于汽车安全气囊传感器的加速度计了。然而,安全气囊系统所用硅器件的数量迄今已经超过其所用的纯机械开关数量。各种类型的传感器代表了在最大程度上进入市场的微机电系统,而其开路先锋则由压力传感器充当。微机械加工工艺因能制造出具有精确界定特性的硅膜片而在该领域中得到了稳定的应用。藻鬓黔己黝嶙{鬓和薰蒸耀瞥黔 本文讨论用于射频的微机电系统(MEMs)。为什么要在十分复杂的射频电路中添加微机械加工的部件呢?答案几乎完全在主导射频设计的三个字母:dB和q你微机械加工的部件有把握履行切换功能、路由功能和信号处理功能,而其传输损耗要比普通元件小,或则性能好得多·用微机械加工方法可以制造出许多元器件,如传输损耗较小、在“关”状态下隔离度较高的开关;组成调谐电路的电感器和电容器,其剑直要比用...  (本文共4页) 阅读全文>>

《传感器世界》2002年12期
传感器世界

微机电系统材料特性检测技术

一、引言 随着MEMS加工工艺的发展,微机电系统的材料特性引起了人们越来越多的关注。由于硅晶材料的残余应力会降低MEMS系统结构的使用寿命,频繁的冲击会对器件造成致命的伤害。因此,测量加工工艺造成的残余应力和应变,测试材料的疲劳强度对于MEMS加工工艺的发展有着重要的意义。 二、 微机构材料应力的检测 微结构构件发生损坏主要是由于各种微观和宏观应力(热应力、薄膜应力、晶格失配应力、机械应力、灌封应力等)集中造成的。在应力集中区域,腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为剧烈。因此,应力变形状况,特别是导致损伤的临界应力变形状况便成为评价微结构构件强度和可靠性的一个重要依据。因此为了及时准确地找出最大机械应力变形区域,就必须开发出同其相关联的检测方法和手段。目前,微结构材料应力特性检测主要包括X射线衍射法、悬臂梁法、圆片法和谐振频率法。 X射线法原理:薄膜内部应力会对硅的面间距离产生影响,将单晶硅面间距离d0与多晶硅薄膜比较,可发现有表1...  (本文共5页) 阅读全文>>

《军民两用技术与产品》2002年01期
军民两用技术与产品

微机电系统在航天器中的应用

小小的微机电系统(MEMS)在巨大的航天器构件的维护中能起关键作用。美国阿肯色州立大学的研究人员开发了一种灵敏的MEMS器件,它可以被整合到一个膨胀构件中,尽管它还不到2.5cm,但它可对构件的局部(张力和振动)和全局(系统的运动压力)进行监控。膨胀结构有很多用途,应用范围从通信天线至太阳能帆板。如太阳能帆板这样一个构件,可以被折叠压缩成一个书桌大小,打开后可有1.7km宽。然而,一个大型构件常常要受到放射线的损害或由于微小陨石的撞击出现小洞。柔性...  (本文共1页) 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2002年11期
激光与光电子学进展

微机电系统及其应用

1 引言请想像这样的景像,用微小的机器干各种活。有的使汽车运行更加平稳安全,免除交通事故中千万人遇难。有的则以每秒数拍(1015比特)速率处理信息,从全球网站为人们下载影视节目。另一些能以前所未有的灵敏度和精确度进行科学测量。晶片大小的化工厂则能在需要的时间和地点制造危险的材料。这样的景像现已出现:我们正生活于其中,这就是现代的硅微机械世界[1]。这个世界在40多年前就由Richard Feynman以惊人的先见所预言,当时晶体三极管仍是刚发明而未被验证的技术,集成电路则在多年后才出现。在其1959年的讲话“底层仍有许多空间”发表后不久[2],Feynman就告诉我们微机械是什么样,为什么需要它,如何制造它,微小尺寸的机器与宏大的机器在形体上会有怎样的差异。现今,人们已能制造并不昂贵的微机械,其尺寸从0.1~100 mm,仅消耗极小的功率,能高速运转。这些品质使微机械可完成各种各样的使命。微机械技术深刻地改变了人们对机械及其用...  (本文共6页) 阅读全文>>