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约束刻蚀剂层技术用于Ni-Ti合金、熔融石英和ZnO纳米线阵列的三维微加工的研究

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约束刻蚀剂层技术用于Ni-Ti合金、熔融石英和ZnO纳米线阵列的三维...

作者：马信洲厦门大学

学位级别：硕士

随着微机电系统、微光学、微芯片等领域的发展，促进了微／纳加工技术的发展与完善。微细加工技术是当今微机电系统领域研究的热点和核心，是人类探究微纳世界的必不可少的工具。一个工艺简单、用途广泛、能批量加工出复杂的三维微结构... 详细信息

随着微机电系统、微光学、微芯片等领域的发展，促进了微／纳加工技术的发展与完善。微细加工技术是当今微机电系统领域研究的热点和核心，是人类探究微纳世界的必不可少的工具。一个工艺简单、用途广泛、能批量加工出复杂的三维微结构的加工技术是人们梦寐以求的。1992年厦门大学田昭武院士提出的约束刻蚀剂层技术(Confined Etchant Layer Technique简称CELT)是一种具有距离敏感性的化学刻蚀技术，并且工艺简单，可加工的材料广泛，更重要的是适用于复杂三维微结构的加工。从CELT原理的提出至今已经在实验和理论方面发展了十余年，在国际微加工领域有一定的影响。然而至今CELT仅成功地应用于半导体和单一组分金属表面的电化学微加工，而在合金、绝缘材料表面(如石英表面)的微加工研究仍然为空白。本论文尝试了在Ni-Ti合金、绝缘材料(熔融石英)以及ZnO纳米线阵列等新型材料微加工方面的研究。一、利用CELT对Ni-Ti合金进行三维微加工 Ni-Ti合金是一种重要的MEMS材料，其在MEMS中具有重要的应用。本课题组提出的CELT技术通过电化学反应诱导局部的化学刻蚀，无需掩模，并具有距离敏感性，并且通过一次加工过程就能得到复杂的三维结构等优点。本论文研究CELT技术在Ni-Ti合金上进行三维微加工的可行性。选用的Ni-Ti合金是具有等摩尔比的镍钛诺合金，该合金具有良好的机械性能和超弹性，所以难以用常规的微加工技术对其进行微加工。NaNO+KF作为刻蚀溶液，在模板电极的表面产生能用于刻蚀Ni-Ti合金的HF+HNO，NaOH作为捕捉剂，NaCHO作为Ni的络合剂，实验证明NaNO+KF+NaCHO+NaOH溶液体系可适用于Ni-Ti的刻蚀体系。 NO氧化产生H能改变电极表面的pH，测定电极表面的pH值分布就能估算约束刻蚀剂层的厚度，这对于CELT技术是很重要的，但是测定电极表面的pH变化并不容易。利用循环伏安技术对刻蚀体系进行研究发现NO的电化学行为受pH值的影响，在碱性环境中NO氧化电流密度比在酸性或中性环境中的小，反向扫描时还原电流密度也随pH值的增大而减小。还原电流与pH值密切相关是因为氧化产生NO的还原过程与pH有关。在强酸环境下，HNO容易分解为NO，NO催化了NO的电化学还原过程，还原电流密度大;在中性环境下，HNO难以分解为NO，产生的NO量少，还原电流密度也比较小;在碱性环境中没有NO存在，故无还原电流。因此，循环伏安曲线中还原电流密度的大小可以定性地反映电极表面的pH范围，也就是说能反映不同浓度NaOH的捕捉效果。分析1．5MNaNO+0．5MKF+0．1MNaCHO+XMNaOH(X=0、0．2、0．4、0．6)体系的伏安曲线发现NaOH浓度大于0．4M时无还原电流，说明NO产生的H与NaOH完全反应，无法改变模板电极附近的pH值，也就是说约束效果很好。使用250μm Pt圆柱电极作为模板刻蚀Ni-Ti合金能更直观比较不同浓度NaOH的约束效果，在1．5MNaNO+0．5MKF+0．1MNaCHO+XMNaOH(X=0、0．2、0．4、0．6)体系中，随NaOH浓度的变化，加工分辨率不断提高，当NaOH的浓度为0．6 M时，刻蚀分辨率可达0．5μm。由于捕捉反应为一不可逆的均相化学反应，电极表面的NaOH浓度会随刻蚀时间的延长而下降导致加工精度下降，随着加工时间的延长，溶液对流加快OH的传输，此时约束刻蚀剂层的厚度基本不变。经过电化学实验和250μm Pt圆柱电极作为模板刻蚀的刻蚀实验能得到最优化的刻蚀体系以及其它参数如电极电位、刻蚀时间等，最终利用复杂三维模板在1．5 M NaNO+0．5M KF+0．1M NaCHO+0．4MNaOH刻蚀体系中成功在Ni-Ti合金表面复制出复杂的微结构“XMU”，说明了CELT技术可以用于Ni-Ti合金的微加工。二、CELT用于熔融石英表面三维微加工熔融石英是重要的光学材料，化学成分为SiO。熔融石英由于其高的光学纯度，热学、化学和机械稳定性使其成为高质量的微光学系统的主要材料。传统的石英加工方法主要是光刻技术，它耗费时间，同时难以加工复杂的三维结构。本论文首次将CELT用于绝缘材料一熔融石英表面三维微加工。从原理上讲，CELT技术是一种对被加工表面的导电性无要求的三维电化学刻蚀技术，然而至今仅成功地应用于半导体和金属表面的电化学微加工，而在绝缘材料表面(如石英表面)的研究仍然为空白。其关键问题在于用于绝缘材料加工的刻蚀剂和捕捉剂的化学体系需要突破。本论文首先提出了一种基于CELT技术、适于以石英为主要光学材料的加工的新途径。采用KNO+KF+NaOH作为熔融石英的刻蚀体系和250μmPt圆柱电极作为模板，比较在0．5M KNO+1 M KF+X NaOH(X分别为0、

关键词： Ni-Ti合金熔融石英 ZnO纳米线约束刻蚀剂层技术电化学微加工

基于Igor Pro实现的低成本电子束直写微加工

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实验室研究与探索 2018年第9期37卷 25-28页

作者：麦满芳马信洲佛山科学技术学院物理与光电工程学院广东佛山528000 佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院广东佛山528000

电子束直写在微纳加工领域有着非常广泛的应用。为了能够实现低成本电子束直写微加工,提出了一个基于Igor Pro的简易方法,此方法的工作原理是通过编写Igor Pro程序控制NI PCI-6251多功能板卡的电压输出,从而控制电子束的运动以实现微纳... 详细信息

电子束直写在微纳加工领域有着非常广泛的应用。为了能够实现低成本电子束直写微加工,提出了一个基于Igor Pro的简易方法,此方法的工作原理是通过编写Igor Pro程序控制NI PCI-6251多功能板卡的电压输出,从而控制电子束的运动以实现微纳加工。结果表明,此方法能够应用于加工各种复杂的金微米结构,具有广阔的应用前景。

关键词：微加工电子束直写 Igor Pro程序虚拟仪器金微米结构

骨水泥型人工股骨头置换术治疗老年不稳定型股骨转子间骨折的研究进展

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中国修复重建外科杂志 2024年

作者：张士雄马剑雄卢斌马信龙天津大学天津医院(天津市天津医院) 天津市骨科研究所天津市骨科生物力学与医学工程重点实验室

目的对骨水泥型人工股骨头置换术治疗老年不稳定型股骨转子间骨折的研究进展进行综述。方法查阅国内外有关骨水泥型人工股骨头置换术治疗老年不稳定型股骨转子间骨折的相关文献，从假体类型的选择、股骨近端重建方式以及术后并发症、... 详细信息

目的对骨水泥型人工股骨头置换术治疗老年不稳定型股骨转子间骨折的研究进展进行综述。方法查阅国内外有关骨水泥型人工股骨头置换术治疗老年不稳定型股骨转子间骨折的相关文献，从假体类型的选择、股骨近端重建方式以及术后并发症、康复等方面进行总结。结果骨水泥型人工股骨头置换术在老年不稳定型股骨转子间骨折治疗中显示出了良好疗效。置换手术后可获得即刻稳定性，使患者能够迅速负重和恢复行走功能，减少了术后并发症和死亡的发生。然而，由于老年患者普遍存在身体状况差和手术耐受能力较低的问题，术后并发症发生风险显著增加，对患者术后恢复有显著影响。常见并发症包括深静脉血栓形成、骨水泥植入综合征、关节脱位、假体松动及假体周围骨折等。因此，尽管置换术后早期疗效较好，也需重视术后并发症的预防和管理，以改善老年患者的长期预后。结论对于老年不稳定型股骨转子间骨折，选择骨水泥型人工股骨头置换术时，需严格把握手术指征，通过精细化术前评估、术中操作及有效术后管理，减少并发症的发生，提高患者生活质量。

关键词：股骨转子间骨折不稳定型骨折骨水泥型假体人工股骨头置换术老年

股骨转子下骨折髓内钉固定术后骨不连的危险因素及治疗方法研究进展

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中华创伤杂志 2024年第7期40卷 654-659页

作者：李鹏飞贾健马信龙天津市天津医院创伤骨科天津300211

股骨转子下骨折因其解剖及生物力学的特殊性,骨折复位及固定困难。髓内钉固定是其治疗的“金标准”,但术后骨不连是其常见并发症,会造成肢体疼痛和活动能力下降,需二次手术治疗,对患者的生活质量产生极大影响。目前,髓内钉固定术后骨不... 详细信息

股骨转子下骨折因其解剖及生物力学的特殊性,骨折复位及固定困难。髓内钉固定是其治疗的“金标准”,但术后骨不连是其常见并发症,会造成肢体疼痛和活动能力下降,需二次手术治疗,对患者的生活质量产生极大影响。目前,髓内钉固定术后骨不连危险因素的研究较多,但相关性较强的危险因素仍不明确,后续治疗方案多样且未统一,进一步明确危险因素亦有助于治疗方案的选择。为此,笔者就股骨转子下骨折髓内钉固定术后骨不连危险因素及治疗方法的研究进展进行综述,为临床治疗提供参考。

关键词：股骨骨折骨折固定术,髓内骨折,不愈合危险因素

基于铁电薄膜的Al/PVDF/SiO2/n-Si结构的负电容效应研究

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电子元件与材料 2019年第11期38卷 10-13页

作者：麦满芳朱传云李矩明马信洲佛山科学技术学院物理与光电工程学院广东佛山528225 佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院广东佛山528225

采用旋涂法制备了基于铁电聚合物薄膜的Al/PVDF/SiO2/n-Si(MFIS)结构.通过测量MFIS结构的电容-频率特性和电容-电压特性,观察到负电容效应.测量频率越低,正向偏压越大,负电容效应越显著.在时域中,施加脉冲电压,出现瞬态电流随时间增大... 详细信息

采用旋涂法制备了基于铁电聚合物薄膜的Al/PVDF/SiO2/n-Si(MFIS)结构.通过测量MFIS结构的电容-频率特性和电容-电压特性,观察到负电容效应.测量频率越低,正向偏压越大,负电容效应越显著.在时域中,施加脉冲电压,出现瞬态电流随时间增大的电感现象.研究结果表明,MFIS结构中的负电容效应是一种电感现象.构建能带图分析MFIS结构中负电容效应的产生原因,是由于大量电子注入到界面中被捕获使得电流的相位落后于电压导致.基于铁电薄膜的负电容MFIS结构有望应用于低功耗器件中.

关键词：负电容铁电薄膜 PVDF MFIS结构电感

微圆盘电极技术测定表面化学微加工时的约束刻蚀剂浓度分布

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物理化学学报 2006年第4期22卷 507-512页

作者：汤儆马信洲何辉忠张力林密旋曲东升丁庆勇孙立宁厦门大学化学化工学院化学系福建厦门361005 哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

利用微圆盘电极技术,测定了KBr、L-胱氨酸和硫酸组成的刻蚀溶液体系中Pt电极表面电化学氧化产生的刻蚀剂Br2浓度分布,为约束刻蚀剂层技术(CELT)中刻蚀体系的选择和优化提供更直观的依据.GaAs表面CELT微加工实验证明了用微圆盘电极测得... 详细信息

利用微圆盘电极技术,测定了KBr、L-胱氨酸和硫酸组成的刻蚀溶液体系中Pt电极表面电化学氧化产生的刻蚀剂Br2浓度分布,为约束刻蚀剂层技术(CELT)中刻蚀体系的选择和优化提供更直观的依据.GaAs表面CELT微加工实验证明了用微圆盘电极测得的表面刻蚀剂的浓度分布趋势与微加工实验所得到的结果一致.

关键词：约束刻蚀剂层技术微圆盘电极 L-胱氨酸 GaAs 浓度分布

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带有深度特征重平衡网络的多目标跟踪方法

控制与决策 2024年第8期39卷 2521-2529页

作者：郭文全五洲山东工商学院信息与电子工程学院

针对基于联合检测嵌入范式的多目标跟踪方法中,检测与re-ID任务间冲突导致系统性能劣化的问题,首先设计一种用于富集多层语义信息并能针对不同分支倾向重构特征图的网络,有效缓解检测与re-ID分支在优化中对特征信息需求的恶性竞争;其次... 详细信息

针对基于联合检测嵌入范式的多目标跟踪方法中,检测与re-ID任务间冲突导致系统性能劣化的问题,首先设计一种用于富集多层语义信息并能针对不同分支倾向重构特征图的网络,有效缓解检测与re-ID分支在优化中对特征信息需求的恶性竞争;其次采用一种强化的关联策略,该策略将检测信息更深入地引入到关联流程中,旨在为更多检测结果提供关联机会,同时抑制环境干扰在关联中带来的长期损害,有效降低关联过程中误关联和漏关联的发生.实验结果表明,所提出的方法相对于当前的先进方法展现了强大的潜力,在MOT17测试集上取得了75.7%MOTA、73.4%IDF1及60.0%HOTA的性能.

关键词：多目标跟踪联合检测嵌入一步式在线跟踪数据关联

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基于区块链声誉管理的拜占庭机器人识别方法

模式识别与人工智能 2024年第3期37卷 267-281页

作者：黄捷曾佳洲福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福州大学5G+工业互联网研究院福州350108

基于区块链技术,提出具有身份认证和任务监管的声誉管理系统(Reputation Management System with Identity Authentication and Task Supervisor,RMS-IATS),解决群机器人内拜占庭机器人的识别问题,避免拜占庭机器人对群机器人造成安全威... 详细信息

基于区块链技术,提出具有身份认证和任务监管的声誉管理系统(Reputation Management System with Identity Authentication and Task Supervisor,RMS-IATS),解决群机器人内拜占庭机器人的识别问题,避免拜占庭机器人对群机器人造成安全威胁.首先,改进经典的基于区块链的群机器人声誉管理系统(Reputation Management System,RMS),引入惩罚因子,针对长期存在拜占庭行为的机器人实施更严厉的声誉值惩罚.其次,为了加快拜占庭机器人的识别速度,设计一种身份认证协议,将身份非法的机器人赋予一个较低的初始声誉值.再者,设计一种双层通信网络,用于机器人间的通信,解决群机器人系统因采用区块链技术带来的通信延迟问题.最后,通过仿真实验验证基于区块链的RMS-IATS和双层通信网络的有效性.相比经典的群机器人RMS,RMS-IATS在仿真模拟中识别不同类型拜占庭机器人所需的时间更短.相比使用区块链技术,在系统中使用双层通信网络进行通信时,可大幅减少系统的最大通信延迟.

关键词：区块链群机器人拜占庭机器人声誉管理系统(RMS) 身份认证任务监管

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《繁花》火了,"葛老师"更忙了