P型硅納米梁力電特性研究.pdf

1、NEMS（Nano Electro Mechanical System）納機電系統(tǒng)，是基于MEMS技術(shù)而提出的一個新概念，其特征尺寸在幾納米到幾百納米，以機電結(jié)合為主要特征，是基于納米級結(jié)構(gòu)新效應的器件和系統(tǒng)。NEMS系統(tǒng)具有超高的機械諧振頻率、高品質(zhì)因數(shù)、超高的質(zhì)量和力感應靈敏度以及超低的功耗等優(yōu)點。納米梁是NEMS中十分基礎(chǔ)又具有代表性的結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成傳感器，混頻器的基礎(chǔ)，因此對它的力電特性研究具有重要的現(xiàn)實意義。對于納米梁的研究，除

2、了在理論上根據(jù)分子動力學或量子力學基本原理進行計算、模擬，實驗也是研究的一個重要手段。本論文主要從實驗的角度，設(shè)計了各種用于測試納米梁力電特性的結(jié)構(gòu)，通過實驗手段研究了納米梁的力電特性。 納米梁的力學參數(shù)中，楊氏模量是一個非常重要的參量，梁的形變、振動等都與其有直接關(guān)系。彎曲測試是最常用的一種測試方法，只要實驗儀器靈敏度足夠高，能夠探測出使梁發(fā)生彎曲所需要的載荷及彎曲位移，就可以根據(jù)歐拉細長梁理論得到楊氏模量。顯然，原子力顯微鏡

3、高分辨率，高精度的特點使其成為實驗的良好選擇。振動頻率可以很好的反映梁的動態(tài)特性，在有些應用中，需要器件工作在線性區(qū)，而其它應用中，又需要梁工作在非線性區(qū)，通過研究納米梁的頻率隨驅(qū)動電壓的變化關(guān)系，就可以得到器件正確的工作狀態(tài)。壓阻效應廣泛應用于壓阻傳感器，它要求壓阻變化具有很高的靈敏度，納米量級大于體硅的壓阻系數(shù)為生產(chǎn)超高靈敏度的傳感器提供了可能。 在楊氏模量的測試實驗中，利用原子力顯微鏡作為主要測試儀器，對兩種晶向的納米梁進