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微机电系统谐振器原子力显微镜探针设计与检测(英文)

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强激光与粒子束 2015年第2期27卷 107-111页

作者：熊壮 Bernard Legrand 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie-IEMN CNRS UMR 8520NAM6 GroupFrance

为克服既有原子力显微镜(AFM)悬臂式探针的谐振频率难以超过3.5 MHz,Q值低、成像速度低及在液体中成像效果欠佳等缺点,设计并制作了一种基于微机电系统(MEMS)谐振器的I2形探针,并成功实现了成像实验。为更进一步提高I2形探针的力灵敏度... 详细信息

为克服既有原子力显微镜(AFM)悬臂式探针的谐振频率难以超过3.5 MHz,Q值低、成像速度低及在液体中成像效果欠佳等缺点,设计并制作了一种基于微机电系统(MEMS)谐振器的I2形探针,并成功实现了成像实验。为更进一步提高I2形探针的力灵敏度,从结构设计和检测方法入手,对原有探针进行改进。设计了简单有效的电阻差分检测方法,成功去处了输入端与输出端的耦合现象;采用局部离子注入的方法,提高了压阻敏感的传输效率。实验结果显示,在输入信号相同的条件下,改进后探针的输出信号与原有探针相比,输出信号得到了明显提高。计算结果表明,采用新方法制作的探针可使力灵敏度提高10倍以上。

关键词：微机电系统谐振器热执行压阻敏感原子力显微镜探针

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I^2形MEMS谐振器的电阻差分检测方法

传感技术学报 2014年第9期27卷 1174-1177页

作者：熊壮唐彬中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

为克服I2形MEMS谐振器输入端(热执行)与输出端(压阻敏感)直接耦合所造成的输出信号品质较差的缺点,设计并制作了一种电阻差分检测电路。该电路通过外接电阻的方法,产生与输出信号中耦合成分幅值相同、相位相反的差分信号。将差分信号与... 详细信息

为克服I2形MEMS谐振器输入端(热执行)与输出端(压阻敏感)直接耦合所造成的输出信号品质较差的缺点,设计并制作了一种电阻差分检测电路。该电路通过外接电阻的方法,产生与输出信号中耦合成分幅值相同、相位相反的差分信号。将差分信号与谐振器输出信号相组合,从而实现解耦的目的。实验结果表明,电阻差分检测可有效消除了输出信号中的耦合成分,使频谱响应曲线得到更直观的体现。与其他消除耦合信号的技术方案相比(混频检测电路、惰性谐振器等),电阻差分检测法电路设计简单,无需改动器件的加工工艺,有利于满足未来器件小型化要求。

关键词： MEMS谐振器差分检测热执行压阻敏感

冷、热表征下网络游戏过度使用者执行功能子成分的研究

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冷、热表征下网络游戏过度使用者执行功能子成分的研究

作者：李喆君电子科技大学

学位级别：硕士

网络过度使用是一种非物质依赖的行为问题,以往的许多研究对于网络过度使用者的认知改变有所探讨,但涉及执行功能以及情感卷入的较少。而大量的研究已经显示,网络过度使用对使用者认知与情感都存在一定影响。执行功能是在完成复杂认知... 详细信息

网络过度使用是一种非物质依赖的行为问题,以往的许多研究对于网络过度使用者的认知改变有所探讨,但涉及执行功能以及情感卷入的较少。而大量的研究已经显示,网络过度使用对使用者认知与情感都存在一定影响。执行功能是在完成复杂认知任务时,对各种认知过程进行协调以达到灵活、优化的实现特定目标的一般性控制机制,通过潜变量分析的方法可以将其划分为三个相互分离的子成分即:抑制、工作记忆刷新及认知灵活性;也可以通过情感的卷入高低将其分为“冷”执行功能和“热”执行功能。本研究旨在比较网络游戏过度使用者与正常群体之间在两种情绪卷入状态下执行功能三个子成分上是否存在差异,进而探究网络游戏过度使用者的执行功能的特点。本研究通过问卷筛选区分出网络游戏过度使用组和对照组。所有被试都要完成设计的三个实验。每个实验均采用2×2的实验设计,分别考察两种情绪状态下三个子成分的差异情况。实验一采用GO-NOGO范式考察网络游戏过度使用者的抑制功能;实验二采用2-back范式考察网络游戏过度使用者的工作记忆刷新功能;实验三采用转换任务的方法考察了网络游戏过度使用者的认知灵活性。本研究的结果表明:网络游戏过度使用者的“冷”执行功能的三个子成分没有出现损伤。网络游戏过度使用者的“热”执行功能的三个子成分中,优势反应抑制功能受到损害,工作记忆的刷新能力病理性增高,认知灵活性部分受损。执行功能的三个子成分具有分离性也具有一定的共性,抑制功能是他们共同的基础。

关键词：网络游戏过度使用执行功能抑制刷新认知灵活性热执行冷执行

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两种基于MEMS谐振器的原子力显微镜探针

电子显微学报 2014年第2期33卷 137-141页

作者：熊壮 Mairiaux E Walter B Faucher M Buchaillot L Legrand B 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie-IEMN CNRS UMR8520NAM6 groupFrance

目前商用原子力显微镜(AFM)大多使用的微悬臂式探针,力灵敏度可达到pN级别。然而受到工艺水平及检测方法限制,微悬臂谐振频率难以超过3.5 MHz,且Q值较低,制约了AFM的成像速度以及在液体中的成像效果。另外,光杠杆的检测方法无法与探针... 详细信息

目前商用原子力显微镜(AFM)大多使用的微悬臂式探针,力灵敏度可达到pN级别。然而受到工艺水平及检测方法限制,微悬臂谐振频率难以超过3.5 MHz,且Q值较低,制约了AFM的成像速度以及在液体中的成像效果。另外,光杠杆的检测方法无法与探针本身进行片上集成,较小的悬臂也给激光束的聚焦带来困难。基于以上考虑,本文提出两种基于MEMS谐振器的探针,振频率可达11 MHz,Q值为4 000,并集成了执行与传感功能以及批量加工纳米针尖的工艺。目前两种探针都已经实现对树脂图案的成像功能,力灵敏度最高可达5pN/√Hz。

关键词：原子力显微镜 MEMS谐振器静电执行与检测热执行压阻检测

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I^2形原子力显微镜探针设计优化

传感器与微系统 2019年第3期38卷 96-98,101页

作者：熊壮屈明山张照云杨荷中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

针对基于微机电系统(MEMS)技术的I^2形原子力显微镜(AFM)探针与传统悬臂式探针相比,虽然有很多优点,但由于I^2形探针的压阻检测设计未考虑结构应变分布,导致检测灵敏度较悬臂式探针相比尚有一定差距的问题,通过对I^2形探针应变分布的考... 详细信息

针对基于微机电系统(MEMS)技术的I^2形原子力显微镜(AFM)探针与传统悬臂式探针相比,虽然有很多优点,但由于I^2形探针的压阻检测设计未考虑结构应变分布,导致检测灵敏度较悬臂式探针相比尚有一定差距的问题,通过对I^2形探针应变分布的考察,实现了探针结构优化设计。实验结果表明:在相同结构,相同输入前提下,改进后探针的力灵敏度达到28. 9p N/Hz^(1/2),较原有基础上提高10倍。通过进一步对检测电路的优化,力灵敏度有望满足商用需求(小于10p N/Hz^(1/2))。

关键词：原子力显微镜微机电系统(MEMS)谐振器热执行压阻检测微纳加工