随着对电子设备成本更低、性能更好、尺寸更小、可持续性更强的需求,微机电系统 (MEMS) 换能器成为受益于小型化的主要下一代技术候选之一 [1-3]。压电 MEMS 谐振器具有高品质因数和大机电耦合度,是射频 (RF) 系统中很有前途的产品 [4-8]。压电 MEMS 谐振器的主要材料是氮化铝 (AlN)、压电陶瓷 (PZT)、氧化锌 (ZnO) 和铌酸锂 (LN) [9-13]。近年来,掺杂 AlN 薄膜,尤其是氮化铝钪 (AlScN),因其能提高 d 33 和 d 31 压电系数而备受研究 [14]。基于AlN和AlScN薄膜的压电MEMS谐振器凭借单片集成度高、性能优越等特点,受到越来越多的关注。MEMS谐振器种类繁多,如表面声波(SAW)谐振器[15,16]、薄膜体声波谐振器(FBAR)[17-19]。但SAW器件与CMOS工艺不兼容,FBAR的频率主要取决于压电层厚度,因此很难在一个芯片上实现多个工作频率或宽频率可调性。另一方面,基于AlN和AlScN的轮廓模式谐振器(CMR)与CMOS工艺兼容[20-24]。同时,工作频率和谐振频率与CMOS工艺兼容,而基于CMR的器件的工作频率和谐振频率与CMOS工艺不兼容。
摘要 - 有效的手段,可以实现单铅,非侵入性和干性心电图(ECG)测量值,为在非临床环境中对移动用户进行长时间心律监测提供了潜力。但是,现有的ECG调查方法需要精确的电极放置,暨塞接线,并要求用户保持固定。另外,当前基于心脏的基于心脏的方法(例如Phonocartiogrons)缺乏检测至关重要的心律特征的灵敏度和精度,并且容易受到环境噪声的影响。这项工作利用脖子上的宽带宽表面声波麦克风通过颈动脉捕获心脏声音。提议将心形信号转换为相应的ECG波形的跨模式自动编码器,一种用于信号模态转换的最新算法。由9个参与者研究结果证明了通过声音声音构建PQRST波形的有效性,并准确地确定了关键的PQRST指标。最后,展示了用户步行的移动声学ECG波构建,为不引人注目的,长期的低成本每日心律监测奠定了基础。临床相关性 - 转换心脏声音信号,以实现突出的心电图指标,可以使用单节点干可穿戴设备进行低成本的每日心律监测。
语音晶体(PNC)表现出通常在天然材料中发现的声学特性,这导致了新的设备设计以进行声波复杂的操作。在本文中,我们报告了通过语音晶体中的线缺陷来构建微米尺度的语音波导,以实现片上紧密限制的引导,表面声波的弯曲,弯曲和分裂(锯)。PNC由定期镍支柱的平方晶格制成。它表现出一个完整的带隙,该带隙禁止在PNC内部锯的传播,但允许线缺陷内的传播。通过基于电镀的微生物制作过程,在128°Y型niobate底物上实现了波导。PNC晶格常数,支柱直径和支柱高度分别为10 𝜇𝑚,7.5 𝜇𝑚和3.2 𝜇𝑚。互插的换能器是单层整合在同一底物上的,用于195 MHz左右的SAW激发。通过使用扫描光学杂作干涉仪测量平面外表面位移场,可以通过测量平面外表面位移场来实验观察到语音波导中表面波的引导,弯曲和分裂。高频紧密限制的语音波 - 证明了精确的局部操作锯的可行性,这对于新兴的边境应用(例如基于声子的量子信息处理)至关重要。
最近,人们研究了从二维介质和单电子转移形成单光子源的可能性 [1–4]。其想法是通过 pn 结以受控方式注入电子,从而根据需要确定性地产生单光子脉冲。横向 pn 结可由毗邻二维空穴气区域的二维电子气区域形成。电子在穿过 pn 结后与 p 型区域的空穴复合时发生单光子发射 [4]。人们在 III-V 半导体异质结构(特别是 GaAs/AlGaAs 系统)中对不同类型的横向 pn 结器件进行了多项研究。在聚焦离子分子束外延法中,两个相邻区域选择性地掺杂 Si 和 Be,以创建 n 型区域和 p 型区域 [5]。在面再生长法中,p 型和 n 型区域都是通过掺杂在 GaAs 表面不同面上的 Si 来创建的 [6, 7]。Cecchini 等人通过蚀刻掉部分 Be 掺杂的 AlGaAs 并形成 n 型 Au-GeNi 接触,从 p 型衬底形成了横向 pn 结。[8–10]。Dai 等人使用两个感应栅极来形成二维电子和空穴气体 [11, 12]。Helgers 等人使用 GaAs 衬底上的量子线作为通道,利用表面声波传输光激发电子和空穴 [13]。在其他类型的材料系统中也可以形成横向 pn 结,
量子电动力学中光与物质相互作用的模型通常采用偶极近似 1,2,其中与原子相互作用的电磁模式的波长相比,原子被视为点状物体。然而,当原子尺寸与模式波长之比增加时,偶极近似不再成立,原子被称为“巨原子” 2,3 。到目前为止,巨原子领域固态器件的实验研究仅限于耦合到短波长表面声波的超导量子比特 4–10 ,只探测单一频率下的原子特性。在这里,我们使用一种替代架构,通过将小原子在多个但分隔良好的离散位置耦合到波导来实现巨原子。该系统能够实现可调原子-波导耦合,具有较大的开关比 3 ,并且耦合谱可通过器件设计进行工程设计。我们还展示了多个巨型原子之间的无退相干相互作用,这些相互作用由波导中的准连续模式谱介导,这是使用小原子无法实现的效应 11 。这些特性允许此架构中的量子比特在原位在受保护和发射配置之间切换,同时保留量子比特-量子比特相互作用,为高保真量子模拟和非经典巡回光子生成开辟了可能性 12,13 。
光与物质相互作用的模型通常采用偶极子近似 [1,2],在该近似中,原子与与之相互作用的电磁模式的波长相比,被视为点状物体。然而,当原子尺寸与模式波长之比增加时,偶极子近似不再成立,原子被称为“巨原子” [2,3]。到目前为止,对巨原子领域固态器件的实验研究仅限于与短波长表面声波耦合的超导量子比特 [4-10],仅探测单一频率下的原子特性。在这里,我们采用了一种替代架构,通过将小原子与多个但相隔良好、离散的位置的波导耦合来实现巨原子。我们对巨原子的实现使得可调的原子-波导耦合成为可能,该耦合具有大的导通比,并且可以通过器件设计来控制耦合谱 [3]。我们还展示了多个巨原子之间的无退相干相互作用,这种相互作用由波导中模式的准连续谱介导,这是小原子无法实现的效应 [11]。这些特性使该架构中的量子比特能够在保护配置和发射配置之间原位切换,同时保留量子比特之间的相互作用,为高保真量子模拟和非经典巡回光子生成开辟了新的可能性 [12, 13]。原子直接耦合到波导的器件可以通过波导量子电动力学 (wQED) 很好地描述。超导电路为实现和探索 wQED 物理提供了一个理想的平台,因为它可以实现
本研究报告重点介绍电子收费 (ETC) 系统的优势和技术。此外,报告还回顾了 ETC 系统的设计和实施,以及其运行和成本等问题。最后,报告回顾了美国国内外的 ETC 系统应用。一项关于收费态度的州内调查显示,很大一部分受访者担心收费站的延误(有关调查的完整讨论,请参阅报告 1322-1)。传统的收费站需要进行多项操作 - 停车、降下车窗、找到正确的硬币或有效的卡 - 然后旅行者才能继续旅程。这些劳动密集型、土地密集型和耗时的收费站阻碍了收费公路内外的交通流量,导致拥堵、车辆运营成本增加和污染物排放增加。为了解决这些问题,已经开发了电子收费 (ETC) 系统。ETC 系统由三个功能元素组成:车载应答器或标签;路边通信单元 (RCU);和计算机系统。使用了四种不同的 ETC 技术,包括光红外、感应线圈、射频/微波和表面声波/互补金属氧化物半导体系统,其中射频 (RF) 系统最受欢迎。在评估 ETC 技术时,有许多技术和设计问题需要解决。重要的技术问题包括环境条件、记录准确性、支付系统和审计控制。设计问题包括安全性、车辆与路边之间的通信、设备可靠性、与其他系统的兼容性、系统灵活性和安全性。除了这些问题之外,实施机构还必须了解 ETC 的新兴标准、收费站容量或吞吐量、用户隐私问题、执法、维护和人员配备要求。ETC 系统已在国内外成功使用。除了减少收费站的瓶颈之外,ETC 系统还显著降低了收费成本。最后,由于 ETC 系统可以减少支持吞吐量所需的车道和收费站数量,因此可以显著降低劳动力成本。
朝着工业和学术的角度实现强大的潜在应用。表面上操纵缓冲液和有机溶剂对于许多生物,医学和/或化学操作都是基础。[1-9]用于迅速现场诊断和治疗,临床诊断,基于细胞的应用以及检测或感测的护理点应用是使用情况的例子。[10]大量精力集中在微型化和自动化上,也可以将它们视为远程医疗应用的可能路线,提高效率并减少所涉及的材料总量。例如,在进行诊断测试的情况下,涉及微流体芯片涉及的生物材料和化学试剂的减少可以对比化学成本,增加总加工测试的数量,加快时间的加快时间,并且在自动化的情况下,还可以降低交叉污染和维持的风险。基于智能表面的不同解决方案已被提出,用于控制液滴运动并开放两相油 - 水分离,生物技术,自我清洁和抗质应用,只是为了引用很少的。[11-14]在平面表面上,可以使用多种开发的方法来控制液滴的运动,例如表面声波,磁对照表面,热毛细血管,介电粒细胞感和电trowetting-n-eilectric芯片。[25,26][15–21]在后一种情况下,电极的像素尺寸限制了可以操纵的最小液滴尺寸,以克服该问题,已经提出了轻图案的电解图,以在开放的,毫无曲线的,特征和光导能的表面上进行液滴操纵。[22]创建液体操作表面梯度的替代方法包括对外部刺激的响应改变表面电荷密度和质地的改变(例如,磁/电场)以及表面富集,具有化学功能基团的表面群体,以动态地控制表面的性能,[23,24]越来越需要创建平坦的模式,或者在平坦的范围内屈曲,或者是柔韧性的,或者是柔韧性的。
NE 221 高级 MEMS 封装本课程旨在让学生为攻读 MEMS 和电子封装等更专业领域的高级课题做好准备,这些领域适用于各种实时应用,如航空航天、生物医学、汽车、商业、射频和微流体等。MEMS – 概述、小型化、MEMS 和微电子 -3 个级别的封装。关键问题,即接口、测试和评估。封装技术,如晶圆切割、键合和密封。设计方面和工艺流程、封装材料、自上而下的系统方法。不同类型的密封技术,如钎焊、电子束焊接和激光焊接。带湿度控制的真空封装。3D 封装示例。生物芯片/芯片实验室和微流体、各种射频封装、光学封装、航空航天应用封装。先进和特殊封装技术 - 单片、混合等、绝对压力、表压和差压测量的传感和特殊封装要求、温度测量、加速度计和陀螺仪封装技术、MEMS 封装中的环境保护和安全方面。可靠性分析和 FMECA。媒体兼容性案例研究、挑战/机遇/研究前沿。NE 235 微系统设计和技术 本入门课程涵盖 MEMS 换能器设计和系统开发的基本原理和分析。本课程以“NE222 MEMS:建模、设计和实施”中提供的背景知识为基础。本课程向学生介绍材料物理、弹性波和传播、换能器建模、MEMS 传感器和执行器设计以及 RF MEMS 组件分析。本课程还将开设基础实验课,演示超声波换能器、质量传感器、表面声波谐振器、惯性传感器等微系统。将介绍不同 MEMS 换能器的有限元建模、布局设计和设备测试方案。课程将使用测验、作业和项目进行评估。NE 310 光子技术:材料和设备
•博士后的家伙(3)o穆斯塔法·迪米奇(Mustafa Demirci)2023年当前职位:tba o emre tufekcioglu博士2015 - 2016 - 2016年当前职位:埃斯基塞希尔大学助理教授,埃斯基塞希尔大学,土耳其埃斯基塞希尔,土耳其o alper sisman o alper sisman o alper sisman 2011 - 2012年现任职位:助理教授,电气和电子学院,•凯尔·凯尔·凯尔·凯尔(Marmaranic Engineering),Marmara•Marmara,是Marmara,是Marmara o。 Ozge Uyanik博士候选人博士预计在2026年o塞缪尔·多纳图斯(Samuel Donatus)博士学生,与J. Wang Ph.D.预计在2026年o何塞·保罗(Jose Paul)博士在机械工程中2024年论文标题:基于超声的动态参考反射技术,用于同时特定重力和温度估计当前位置:Cemex O工程师O John Cotter博士。在机械工程学2022年论文中:散装玻璃作为结构元素的压缩加固,当前位置:奥兰多Transtek International Group的首席研究员,Fl o Saleh Alhumaid,博士在机械工程2022年论文中的文章:一种非接触磁铁磁铁收割机的汽车再生悬架系统,与D. Hess Current Chrentry Chartry Chartry:Saudi Arabia Arabia o Hani Alhazmi o Hani Alhazmi,Ph.D.在机械工程学2020年论文中:使用表面声波当前位置对液体高度估计和模拟验证螺栓张力定量的实验研究:Saudi Arabia o Joel Cooper博士的Umm al-Qura大学助理教授。在机械工程2020年论文中:使用振动和声学力对哺乳动物细胞的操纵和模式,与D. Gallant当前位置共同助理:Triton Systems,Inc。项目工程师。Chelmsford,MA