论文摘要
论文“量子阱薄膜结构的机电特性实验研究”主要是通过实验研究力学信号影响或引起超晶格薄膜材料构成的量子器件的隧穿电流信号的变化,并对由量子阱薄膜加工形成典型的微腔,桥,梁结构进行力电耦合测试。由于随着材料研究的深入,一些纳米材料展现出全新的物理性能、物理效应,新一代基于这些新原理、新效应的纳机电器件呼之欲出。当器件的特征尺寸达到纳米量级,各种因为尺度变小而产生的效应(包括量子效应)就会凸现出来,在机电结构中力电耦合更加显著,纳米尺度的力学问题也会体现出新的特征和新的性能。论文首先介绍了量子阱薄膜的机电特性理论,在理论的基础上设计了 AlAs/GaAs 纳米量子阱薄膜,并利用此薄膜设计加工了共振隧穿结构、在国内首次加工出了基于 GaAs薄膜的微加速度传感结构。在实验设计方面,论文首次引入了拉曼应力标定系统,该系统具有其他应力标定系统所不具有的优点:应力分辨率高(10MPa),聚焦点小(小于 1μm)等,为实验数据的准确性提供了保证。为了更好地验证基于量子阱薄膜的共振隧穿结构和微加速度传感结构的机电特性,论文设计了两种实验测试方案。另外,该文还对基于量子阱薄膜的共振隧穿结构的一致性、温度特性进行了实验设计和测试性研究,为基于量子阱薄膜微结构的应用提供广泛的实验数据支持。经过实验测试,发现提出了一些新的现象:①所设计的基于量子阱薄膜微传感结构的灵敏度比基于硅的提高一个数量级;②首次实验发现了基于此量子阱薄膜结构的共振隧穿结构、微传感结构的机电特性与加压方向具有一定的关系,并且该关系从理论上得到了仿真模拟验证。总之,本论文的实验设计、测试研究为基于量子阱薄膜的微结构的应用提供了大量的实验数据,验证了纳机电效应和理论及基于量子阱薄膜材料的微纳机电系统的可行性,并为纳机电器件制造工艺的改进提供了基本数据支持,具有重要的意义。
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标签：量子阱薄膜论文; 共振隧穿结构论文; 微加速度传感结构论文; 介观压阻效应论文; 机电特性论文; 拉曼论文; 实验设计和测试论文;