1、近年來，微小尺度的微機(jī)械傳感器由于具有多種重要的特性和應(yīng)用而備受人們的關(guān)注。而以微機(jī)械傳感器中最有吸引力工作方式-諧振方式工作的微機(jī)電諧振器也得到了廣泛的研究。伴隨著尺寸的縮小，納機(jī)電諧振器也應(yīng)運(yùn)而生。 本論文選取自己實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)制作的三種結(jié)構(gòu)的微/納機(jī)電諧振器為對(duì)象，對(duì)諧振器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及輻照特性進(jìn)行了研究。三種結(jié)構(gòu)分別為微尺寸的懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)和折疊梁質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，納尺寸的兩端固支梁結(jié)構(gòu)，其縱向尺度達(dá)到100nm。研究的主要內(nèi)

2、容和結(jié)論如下： 結(jié)合理論分析了懸臂梁質(zhì)量塊諧振器和折疊梁質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)中諧振部分的運(yùn)動(dòng)方程及系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)的有效諧振頻率。利用應(yīng)力分布與位移的關(guān)系，理論估算了壓阻效應(yīng)，為諧振器的設(shè)計(jì)提供了參考。推導(dǎo)了基于MOSFET原理工作的納尺寸諧振梁溝道電流的表達(dá)式。引入了梁運(yùn)動(dòng)時(shí)的等效柵壓，利用軟件仿真了引入等效柵壓后，一定頻率柵壓控制作用下諧振器發(fā)生振動(dòng)后的溝道電流頻譜。 對(duì)微機(jī)械諧振器進(jìn)行了靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試。得到了兩器件擴(kuò)散電阻的壓

3、阻效應(yīng)分別為6％0和1.8‰。測得在高真空條件下懸臂梁質(zhì)量塊系統(tǒng)的諧振頻率為10.6350kHz，折疊梁質(zhì)量塊系統(tǒng)諧振頻率為20.820kHz。 納機(jī)械諧振器的靜態(tài)測試得到了MOSFET效應(yīng)。得到的溝道電流隨柵壓和漏源電壓的變化符合典型MOSFET的輸出特性。諧振器的穩(wěn)定性測試說明了納機(jī)電諧振器在空氣環(huán)境下不穩(wěn)定，在持續(xù)通電的情況下器件容易損壞。在真空環(huán)境中器件穩(wěn)定性較好。為了消除寄生信號(hào)的影響，給出了一種差頻檢測方法，并證實(shí)了

4、可行性。 進(jìn)行了微機(jī)械諧振器Co60γ射線和電子的輻照實(shí)驗(yàn)。輻照結(jié)果表明γ射線輻照下諧振器機(jī)械特性受到了影響，諧振頻率下降，輸出頻率曲線劣化。理論分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了整個(gè)輻照損傷進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械性能變化的關(guān)系鏈。 通過本論文的工作，成功測得了微米尺寸的諧振器的動(dòng)態(tài)特性。測得了納米尺寸諧振器的靜態(tài)MOSFET效應(yīng)，為MOSFET檢測方法的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。對(duì)諧振器機(jī)械特性的輻照損傷研究工作也為諧振器的抗輻照研究提供了一定的理論