国际科技合作与交流专项项目(2008DFA71610)
- 作品数：11 被引量：39H指数：4
- 相关作者：胡小唐傅星栗大超徐临燕刘瑞鹏更多>>
- 相关机构：天津大学天津航海仪器研究所中北大学更多>>
- 发文基金：国际科技合作与交流专项项目国家自然科学基金天津市自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程电子电信自动化与计算机技术理学更多>>
- 基于白光干涉彩色图像的微结构表面形貌测量被引量：15
- 2014年
- 微结构的表面形貌会显著地影响微纳器件的使用性能及产品质量,是微纳测试领域的一个重要研究方面,利用白光干涉技术是测量物体表面形貌的一种常见方法。区别于常用的CCD黑白相机,使用CCD彩色相机采集白光干涉条纹的彩色图像,使获取的图像包含了R、G、B三个通道的信息。利用小波变换法分别求解出在不同扫描位置处R、G、B通道的相位信息,通过建立的评价函数,并结合最小二乘法可精确确定零光程差的位置,利用相对高度和零光程差位置的线性关系,进而得到物体的表面形貌。通过仿真以及实际测量由VLSI标准公司制造的标准台阶结构,验证了所提出方法的有效性。
- 郭彤李峰倪连峰陈津平傅星胡小唐
- 关键词：白光干涉表面形貌彩色图像小波变换微结构
- 基于面内补偿的微机电系统离面运动测试被引量：2
- 2012年
- 将频闪成像技术和相移显微干涉技术相结合,提出了一种基于面内补偿的微机电系统(MEMS)离面运动测试方法。首先通过相移显微干涉技术自动采集MEMS结构运动周期内不同准静态位置处的数帧相移干涉图像;然后通过图像处理得到每个准静态位置的亮场图像,进行面内位移测试;最后利用面内位移测试结果对离面位移测试进行补偿,即双相位展开算法,完成对于MEMS结构的离面运动测试。实验结果表明:面内运动的测试的精度可达0.01 pixel,静态离面高度测试的重复精度可达0.52 nm,可以完成伴随着面内位移的MEMS离面位移测试。
- 陈澄李艳宁陈治Dante Dorantes胡小唐
- 小型自感应原子力显微镜测头及其标定被引量：1
- 2011年
- 设计了一种小型轻敲式自感应原子力显微镜(AFM)测头以实现微/纳尺度下的几何量测量.轻敲式测头采用石英音叉式自感应探针,通过自身的电信号输出检测悬臂梁的振幅变化,无需额外的光学传感器.设计了测头的微弱自感应信号放大电路,并补偿音叉寄生电容对测量的干扰.机械结构紧凑便于将测头固定于光学显微镜下观察测量情况,同时屏蔽外界的干扰.利用显微激光多普勒测振系统,标定了测头机电耦合系数为145 nm/V,由此可以计算测头工作频率下悬臂梁的振幅.搭建了以纳米测量机(NMM)为高精度定位平台的测试系统,利用该系统对测头进行进/退针实验,标定测头的灵敏度为0.47 nm/mV,NMM内置的干涉仪保证标定直接溯源至"米"定义.实验表明测头的非线性误差小于1%,测量范围在百纳米级.
- 赵健郭彤马龙傅星胡小唐
- 关键词：轻敲模式机电耦合系数
- 基于模糊集与小波技术的MEMS平面运动测量被引量：4
- 2010年
- 实现对MEMS的微结构平面运动幅值提取和分析,为提高MEMS器件的性能和可靠性分析提供重要参考。在连续光照明条件下,提出了一种基于模糊集图像增强技术与小波变换边缘检测技术相结合的MEMS运动幅值测量方法。该方法通过模糊集技术对MEMS运动模糊特征带进行图像增强及降噪处理,并结合小波变换技术提取MEMS谐振器的运动幅值。通过扫频实验获得MEMS谐振器的平面运动幅值响应曲线。实验结果表明,该方法的测量重复性误差优于55 nm。
- 陈治胡晓东傅星胡小唐
- 关键词：模糊集小波变换模糊图像
- AFM动态电场诱导氧化加工的电流分析
- 2010年
- 对Si表面动态电场作用下利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)诱导氧化加工进行了实验研究,通过监测加工过程中的电流变化进行了加工机理和工艺的分析.施加的动态电场为方波,频率范围为1 Hz～10MHz,获得的氧化物高度为1 nm～2 nm.实验结果表明氧化加工过程中,探针、氧化物和Si之间构成了导体-绝缘体-半导体隧道结,其电容效应会影响氧化物的继续生成.采用调制电压进行诱导氧化加工可以提高氧化物的生长速度和优化氧化物的纵横比.实验得出采用频率约为10～100 Hz的调制电压,可获得最优的纵横比.
- 胡晓东黄毛毛
- 关键词：电流分析
- 利用显微激光多普勒测量纳米梁的残余应力被引量：5
- 2009年
- 采用基于显微激光多普勒(MicroLD)技术的共振频率法,测量了纳米梁谐振器的残余应力。首先,根据梁的横向弯曲振动理论建立了轴向力作用下固支梁的振动偏微分方程,并根据轴向力的拉压性质解得方程的唯一解形式。随后,由被测梁的应力状况确定可采用最优化方法或数值迭代方法计算残余应力值,并提出结合有限元模态分析方法验证计算结果的正确性。最后,采用MicroLD测振系统对SiC-W固支梁谐振器的幅频响应特性进行了测试。计算结果表明,被测的一组梁的平均残余应力分散性较大,说明加工工艺不能消除结构内的残余应力,且不能控制残余应力的均匀性。
- 徐临燕栗大超刘瑞鹏邱晗傅星胡小唐
- 关键词：残余应力共振频率法
- 光弹调制器式多通道反射差分光谱技术被引量：1
- 2010年
- 反射差分光谱术(RDS)是研究材料表面和薄膜光学各向异性属性的重要手段.现有的技术以光弹调制器(PEM)式单通道测量模式为主,可以实时监测单个波长的反射差分信号,但全光谱测量则需要采用扫描波长的方式完成,耗时长,不适合在线监测等时效性强、全光谱测量的应用.在研究基于光弹调制器的多通道反射差分光谱仪的技术实现的基础上,结合虚拟仪器技术、高速多通道同步采集卡和数字锁相放大算法,提出一种新的多通道测量构架.实验表明,新方法在全光谱范围内测量信号的标准偏差小于10-3,在仪器开发上具有组合灵活、扩展性好等优点.
- 胡春光孙立东李艳宁ZEPPENFELD Peter胡小唐
- 基于弯曲测试技术的纳米梁厚度的精密测量被引量：1
- 2010年
- 针对广泛应用的扫描电镜和台阶仪在测量纳米厚度时存在的破坏性和近似性等局限性,提出了一种基于弯曲测试技术实现纳米梁厚度精密测量的方法.该方法的核心思想是悬浮结构在载荷的作用下产生初始弯曲直至其下表面与衬底接触的过程中形成的载荷-位移曲线会出现斜率明显不同的两个直线段,其交点代表了悬浮结构下表面与衬底之间的初始接触,由此可测量出该悬浮结构下表面与衬底之间的间隙,从而间接得到结构的厚度值.分别采用原子力显微镜(AFM)和纳米压痕仪作为测试平台对单晶硅固支纳米梁进行了厚度测量,两种测量仪器得到了一致性较好的测量结果.讨论了测量随机误差、系统误差以及数据计算误差等对测试结果的影响和相应的误差降低方法.
- 徐临燕栗大超刘瑞鹏傅星胡小唐张文栋
- 关键词：厚度原子力显微镜纳米压痕
- 基于轻敲模式AFM的纳米振动表征方法
- 2010年
- 针对纳米振动测量方法中存在的间接性、低分辨率、低带宽等局限性,建立了原子力显微镜(AFM)的轻敲模式下探针与振动样品间相互作用的振动系统模型,采用Runge-Kutta数值积分方法分析了AFM测振技术的可行性和工作带宽。使用静电激励的双端固支纳米梁作为测试结构,采用AFM轻敲模式测试了样品的幅频响应特性。同时采用显微激光多普勒测振系统进行了比对测试,测量结果与AFM轻敲力曲线模式的测量结果相符,也表现出AFM轻敲模式的测量误差具有与测试样品相关的频率特性。
- 徐临燕栗大超刘瑞鹏邱晗傅星胡小唐张文栋
- 关键词：纳机电系统轻敲模式
- 基于白光倾斜扫描干涉术的微结构测量方法被引量：4
- 2011年
- 针对白光垂直扫描干涉技术由于测试系统中物镜视场和移相器的行程限制,使其不能进行较大横向范围的测试。本文使用白光倾斜扫描干涉术代替垂直扫描,以扩展其横向测量范围,提高测试效率。基于纳米测量机(NMM)搭建了测试系统,由NMM代替传统的压电陶瓷(PZT)带动被测物体进行倾斜扫描。分析了倾斜扫描的测量原理,针对本系统提出了倾斜扫描的实现方法,通过对MEMS器件上台阶结构的测试说明本方法的有效性。
- 马龙郭彤赵健陈津平傅星胡小唐
- 关键词：微结构
