研究目的
研究结构材料与薄膜涂层之间的界面应力对MEMS谐振器谐振频率的影响,特别是通过VO2薄膜涂层的固-固相变。
研究成果
研究表明,基于二氧化钒的微机电系统屈曲梁谐振器的共振频率可通过二氧化钒涂层的相变进行调控,且这种调控行为取决于屈曲形态和驱动方式。该发现为双压电晶片微机电器件的应力控制和频率可调性提供了见解。
研究不足
该研究的局限性在于梁结构中应力分布的复杂性以及制造差异对器件性能的影响。对于一些观测到的现象(例如钟形梁中意外的频率响应),其潜在机制尚未完全明确。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及制备具有不同屈曲形态的VO2基MEMS谐振器,并采用热激励方法(焦耳加热和基底加热)来调节谐振频率。
2:样本选择与数据来源:
样本为具有不同屈曲方向和形态的300微米SiO2微桥。
3:实验设备与材料清单:
设备包括网络分析仪(HP-3589A)、压电驱动器、激光偏转装置,材料包括VO2薄膜、SiO2、Pt/Ti薄膜。
4:Pt/Ti薄膜。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:使用激光偏转法测量谐振频率,并通过热激励诱导VO2相变。
5:数据分析方法:
分析谐振频率偏移与屈曲形态及激励方法的关系。
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network analyzer
HP-3589A
HP
Provides AC electrical sweeping signal to drive the piezoelectric actuator into vibration.
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piezoelectric actuator
Provides AC sweeping mechanical force to determine the resonant frequency.
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laser deflection setup
Measures the resonant frequency of the MEMS resonator.
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VO2 thin film
Used as a coating to control the axial stress on the MEMS resonator structures.
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SiO2
Used as the structural material for the MEMS resonators.
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Pt/Ti thin film
Used for metallization and patterning of the heater traces.
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