共振隧穿力電耦合微結(jié)構(gòu)輸出特性測試方法研究.pdf

1、為了突破傳統(tǒng)的機(jī)電轉(zhuǎn)換效應(yīng)的宏觀物理局限，需要研制新一代基于新原理、新效應(yīng)的具有更高靈敏度、更低功耗的微/納機(jī)電器件。本文主要研究基于量子共振隧穿效應(yīng)的AlAs/GaAs雙勢壘納米薄膜微結(jié)構(gòu)輸出特性的測試方法，設(shè)計電路提取共振隧穿微結(jié)構(gòu)在外界力作用下的微弱信號，通過大量的實驗測試微結(jié)構(gòu)及基于微結(jié)構(gòu)的納機(jī)電加速度計的機(jī)電特性。 論文研究了共振隧穿微結(jié)構(gòu)的基本特性，包括“平臺”結(jié)構(gòu)、本征雙穩(wěn)態(tài)特性、自激振蕩特性及電荷積累效應(yīng)，給出了

2、微結(jié)構(gòu)的電學(xué)等效模型，設(shè)計了共振隧穿振蕩器，并研制出振蕩頻率測試電路；在分析了振蕩以及串聯(lián)電阻的影響后，研制出共振隧穿微結(jié)構(gòu)匹配電橋測試電路；利用應(yīng)力引起電荷積累變化使得微結(jié)構(gòu)Ⅰ-Ⅴ特性曲線峰、谷值電壓發(fā)生偏移的原理，設(shè)計了峰、谷值電壓檢測電路，并通過實驗測試給出結(jié)果。 在實驗方面，測試了微結(jié)構(gòu)負(fù)阻區(qū)及非負(fù)阻區(qū)的壓阻特性，驗證了共振隧穿力電耦合效應(yīng)；進(jìn)行了共振隧穿微加速度計的振動臺實驗，通過動態(tài)響應(yīng)驗證了：共振隧穿壓阻靈敏度比硅