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[发明专利]一种均布应力压电简支梁振动能量收集器及能量收集方法-CN201910730976.7有效
发明人：赵立波;王路;罗国希;杨萍;李磊;李支康;王久洪;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-08-08 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开一种均布应力压电简支梁振动能量收集器及能量收集方法，包括外壳以及封装于外壳内的压电简支梁和两个圆弧形质量块，两个圆弧形质量块对称设置于压电简支梁的上下两侧并连接为一体结构，两个圆弧形质量块朝向压电简支梁的一侧均为圆弧面，两个圆弧形质量块圆弧面的顶部将压电简支梁夹紧；两个圆弧形质量块的两端分别延伸至压电简支梁两端的端部。本发明均布应力压电简支梁振动能量收集器的谐振器件在谐振过程中，圆弧形质量块的圆弧面能够限制压电简支梁的最大弯曲振型，压电简支梁能够与圆弧形质量块的圆弧面紧贴，使得压电简支梁形成了等应力弯曲梁。因此能够使压电简支梁整体应力最大化，接近压电材料最大许用应力，提高压电能量输出。
一种应力压电简支梁振动能量收集方法

[发明专利]基于电磁激励压阻检测的面内振动硅微谐振式压力传感器-CN202010121079.9有效
发明人：赵立波;韩香广;李雪娇;王李;于明智;李支康;朱楠;杨萍;闫鑫;王淞立;赵玉龙;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-02-26 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明公开了基于电磁激励压阻检测的面内振动硅微谐振式压力传感器，基于双H型谐振梁对称耦合设计，包括谐振器和压力敏感膜，谐振器通过锚点与压力敏感膜连接，谐振器包括谐振梁和耦合梁、拾振梁，压力敏感膜受压力载荷后带动锚点运动，锚点将变形传递到谐振梁上，改变谐振梁的内应力，从而使谐振梁的固有频率发生变化。两侧谐振梁上布置有激励线路，激励线路内部通有交流电，在永磁场中产生方向相反的洛伦兹力，完成谐振梁驱动。拾振梁布置在耦合梁内侧，当谐振器处于工作模态时候，谐振梁产生相对运动，耦合梁带动拾振梁产生变形，从而改变拾振梁上压敏电阻的内应力，则压敏电阻阻值随之改变，通过检测电阻信号完成谐振频率拾取。
基于电磁激励检测振动谐振压力传感器

[发明专利]一种用于在线仪器校准的晶圆级膜厚标准片的制备方法-CN202110173479.9在审
发明人：张易军;任巍;叶作光;蒋庄德;闫天怡;王瑞康 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2021-06-18 - 主分类号： G01B21/04 文献下载
摘要：本发明提供的一种用于仪器校准的晶圆级膜厚标准片的制备方法，包括以下步骤：将晶圆衬底清洗干净并去除自然氧化层，得到处理后的晶圆衬底，利用原子层沉积法在晶圆衬底上实现非晶化高质量薄膜沉积，解决其他传统方法中由于分子团簇或者结晶导致薄膜表面粗超度大和厚度不均匀的难题，获得高精度晶圆级膜厚标准片；本发明精确地将薄膜厚度控制在单原子层量级，确保薄膜生长实现100％的均匀性、保形性和无针孔；同时，本发明涉及的制备方法可重复性高，使同一批次和不同批次标准片的厚度量值重复性好。
一种用于在线仪器校准晶圆级膜厚标准制备方法

[发明专利]一种压阻式双轴加速度传感器芯片及其制备方法-CN202110150381.1在审
发明人：赵立波;贾琛;罗国希;于明智;韩香广;王路;杨萍;李支康;高文迪;陈瑶;王久洪;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-02-03 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： G01P15/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种压阻式双轴加速度传感器芯片及其制备方法，传感器芯片包括键合的传感芯片和玻璃衬底，传感芯片包括芯片外框架、固定半岛、质量块、支撑梁、压阻微梁和铰链梁；芯片外框架的内壁分别设置有一个固定半岛，芯片外框架内部设置有八个质量块，相邻的质量块之间设有运动间隙，连接至同一个固定半岛上的两个质量块之间通过铰链梁连接为一个整体；质量块与固定半岛之间连接有压阻微梁；每个压阻微梁上均制作有压敏电阻，八个压敏电阻通过金属引线与焊盘相连构成两个惠斯通全桥。本发明将支撑元件与敏感元件分离，降低了面内双轴加速度检测中的交叉灵敏度干扰，能够满足对加速度的高灵敏度和高谐振频率测量要求。
一种压阻式双轴加速度传感器芯片及其制备方法

[发明专利]基于静电激励压阻检测的差动式硅微谐振式压力传感器-CN202010121087.3有效
发明人：赵立波;韩香广;李雪娇;王李;于明智;李支康;朱楠;杨萍;闫鑫;王淞立;赵玉龙;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-02-26 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明公开了基于静电激励压阻检测的差动式硅微谐振式压力传感器，包括谐振梁、耦合梁、拾振梁、固定电极、可动电极、质量块、可动锚点、固定锚点、硅岛。可动锚点与压力敏感膜通过硅岛固定连接，当压力敏感膜受到载荷变形，带动与之连接的可动锚点，可动锚点从而带动谐振梁产生变形，使谐振梁的内应力产生变化，从而改变谐振器的振动频率，谐振梁的振动频率通过拾振梁上的压敏电阻测得，拾振梁与耦合梁采用特殊设计方法，使谐振器在工作模态时，拾振梁上产生直拉直压的作用力，通过惠斯通电桥，即可对谐振梁的振幅进行线性输出。
基于静电激励检测差动式硅微谐振压力传感器

[发明专利]一种原子磁强计的MEMS气室碱金属原子源选择方法-CN202010403189.4有效
发明人：赵立波;马银涛;罗国希;于明智;陈瑶;韩枫;李磊;杨萍;林启敬;卢德江;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-05-13 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01R33/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种原子磁强计的MEMS气室碱金属原子源选择方法，它属于量子精密测量领域。具体为：首先确认MEMS气室内导致原子自旋弛豫的各种机制；然后根据气室内的具体实验参数计算总的弛豫率；最后根据横向弛豫时间以及实现的难易程度，综合比较MEMS气室内各种碱金属原子的优劣，并最终确定充入气室内的碱金属原子源的种类。本发明为原子磁强计中MEMS气室原子源的选择提供了理论依据，并为原子磁强计实现及灵敏度改善提供了理论参考。
一种原子磁强计 mems 碱金属选择方法

[发明专利]具有应力集中结构的压阻式压力传感器芯片及其制备方法-CN202010478838.7有效
发明人：赵立波;皇咪咪;徐廷中;陈翠兰;李学琛;杨萍;卢德江;王鸿雁;吴永顺;魏于昆;山涛;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学;陕西省计量科学研究院
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01L1/20 文献下载
摘要：本发明公开了具有应力集中结构的压阻式压力传感器芯片及其制备方法，传感器芯片由浅槽薄膜结构层和背腔结构层组成。浅槽薄膜结构分为浅槽结构和薄膜结构，浅槽结构由沿薄膜边缘分布的四条浅槽和位于薄膜内部分布的正方形浅槽组成，应力集中在两条浅槽结构端部之间，分布的正方形浅槽则进一步集中和调节了应力分布，提高了传感器的灵敏度。在应力集中处均匀布置四个压敏电阻条，金属引线将四个压阻条连接组成半开环惠斯通全桥，并将电桥与布置在基底上的五个焊盘连接实现电信号的输入输出。背腔由半岛和岛屿组成，两者之间的空隙与两条浅槽结构端部相对应；半岛和岛屿提高应力的集中效果，并提高了传感器的刚度，使传感器的线性度得到提高。
具有应力集中结构压阻式压力传感器芯片及其制备方法

[发明专利]变频自聚焦混合驱动收发一体化PMUT单元及其制备方法-CN201910702717.3有效
发明人：赵立波;徐廷中;郭帅帅;李支康;杨萍;李杰;赵一鹤;刘子晨;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-07-31 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： H01L41/09 文献下载
摘要：本发明公开了变频自聚焦混合驱动收发一体化PMUT单元及其制备方法，其将传统CMUT单元的塌陷工作模式与PMUT单元的驱动方式进行结合。在超声发射状态，通过调节偏置电压控制处于振动薄膜塌陷区域与传感器基底的贴合状态，实现对振动薄膜刚度的大范围调控。同时，结合PMUT输出灵敏度不受空腔高度约束的结构设计灵活性，实现PMUT单元的变频高能超声输出。在超声接收状态，通过各个PMUT单元处于塌陷模式下的电容变化量来对入射超声波进行感知，从而极大提高传感器的接收灵敏度。
变频自聚焦混合驱动收发一体化 pmut 单元及其制备方法

[发明专利]一种基于静电纺丝PVDF-TrFE纤维薄膜的口罩热电能量收集器-CN201910820677.2有效
发明人：罗国希;张乾坤;罗运运;王书蓓;赵立波;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学;西安交通大学苏州研究院
申请日： 2019-08-29 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： H01L41/083 文献下载
摘要：本发明公开一种基于静电纺丝PVDF‑TrFE纤维薄膜的口罩热电能量收集器，PVDF‑TrFE静电纺丝纤维薄膜热电功能层具有热电性能优良、柔性、透气性良好等优点，通过静电纺丝技术实现纤维薄膜结构与热电功能化的一步化工艺制备。透气性良好的第一、第二柔性电极由裁剪的口罩本体蘸取碳纳米管溶液制备，既保留了口罩本体柔软透气性，又使其具备良好的导电性能。本发明提供的口罩式热电能量收集器将人体呼吸过程中产生的热能转换成电能，可为人体可穿戴设备、传感器等供电，不仅制造工艺简单、成本低，而且温差利用率大、佩戴舒适性高，适于商品化生产。
一种基于静电纺丝 pvdf trfe 纤维薄膜口罩热电能量收集

[发明专利]一种跨量级多尺度线宽标准器及其制备方法-CN201910683553.4有效
发明人：张易军;王琛英;任巍;蒋庄德;景蔚萱;刘明;叶作光;毛琦 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-07-26 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01B21/04 文献下载
摘要：本发明提供的一种跨量级多尺度线宽标准器的制备方法，包括以下步骤：步骤1，利用原子层沉积法在洁净的衬底上沉积两种或者两种以上材料形成的纳米叠层薄膜；步骤2，将步骤1中得到的纳米叠层薄膜依次进行膜面对粘、加热固化，之后得到固化样品；步骤3，将步骤2中得到的固化样品依次进行机械减薄、机械抛光，得到抛光样品；步骤4，将步骤3中得到的抛光样品依次进行离子减薄、离子抛光，最终得到跨量级多尺度线宽标准器；本发明突破了传统光刻+刻蚀技术无法加工的极小特征尺寸，又可实现不同量级、不同尺度线宽特征尺寸在同一线宽样板上面的集成，实现一块线宽样板满足不同尺度，不同领域的要求。
一种量级尺度标准及其制备方法

[发明专利]一种光纤探针传感器及制备方法-CN201911293047.0有效
发明人：林启敬;张福政;蒋庄德;韩枫;杨萍;李磊 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-12-16 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01N21/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种光纤探针传感器，采用前端为锥形结构的光纤作为多参量测量传感器，在光纤的锥形结构侧壁设置沿光纤径向设置的开口槽，开口槽与光纤纤芯连通，在开口槽下表面涂覆有待检测参量敏感材料层，利用不同敏感材料层反射率的变化形成不同光谱图实现环境中温度和有害气体的检测，本发明光纤探针体积小、质量小、抗电磁干扰、具有柔性化特点，其响应时间短、灵敏度高，可通过大量分布，应用于应急事故、检漏和巡视，可以很容易判断泄漏点的方位，大大提高工作效率。光纤的锥形结构侧壁沿光纤轴线方向设有多个开口槽，各开口槽下表面涂覆的待检测参量敏感材料层不同，采用一根光纤可同时实现多种不同参量的测量，大大提高了测量效率。
一种光纤探针传感器制备方法

[发明专利]一种基于单向电同步的超谐同步谐振式加速度计-CN202010003092.4有效
发明人：韦学勇;徐柳;王曙东;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-01-02 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G01P15/097 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单向电同步的超谐同步谐振式加速度计，MEMS谐振式加速度计的两个谐振传感模块对称设置在质量块模块的两侧，分别通过杠杆机构模块与质量块模块连接，MEMS谐振式加速度计将振动信号以电信号的形式引入至外部高频振荡器中并形成超谐同步。在同步带宽内，高频谐振器呈倍数地放大MEMS谐振式加速度计的频率偏移量。本发明解决了耦合振荡器之间的相互作用导致的标度因子下降的问题，充分发挥超谐同步效应对整机性能提升的优势。同时，当两个振荡器出现同步现象时，敏感梁振荡回路的噪声将得到大幅抑制，频率稳定性将得到大幅提升。从提升灵敏度、改善分辨率、降低噪声等多个方面同时优化谐振式加速度计的性能指标。
一种基于单向同步谐振加速度计

[发明专利]一种高品质因子压电悬臂梁密度传感器芯片及其工作方法和制备方法-CN202010333818.0有效
发明人：赵立波;黄琳雅;徐廷中;谭仁杰;李支康;杨萍;卢德江;王永录;王久洪;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-04-24 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G01N9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高品质因子压电悬臂梁密度传感器芯片及其工作方法和制备方法，包括硅基底和硅微悬臂梁谐振器，其中硅微悬臂梁谐振器包括微悬臂梁悬空结构、固支梁结构、压阻梁结构以及压阻衔接梁结构。通过MEMS工艺使硅微谐振悬臂梁结构覆盖有低应力氮化铝压电薄膜，双压电电极用于通入一定频率的交变电压并基于逆压电效应产生压电驱动力，四根压阻梁上的四个敏感电阻条通过压阻衔接梁上的金属引线连接构成惠斯通全桥，用于检测谐振应力并通过布置惠斯通电桥将其转化为电压信号输出，通过压电激励方式可以得到悬臂梁面外振动模态，该密度传感器芯片在流体中具备高灵敏度、高品质因子，能够显著提升流体密度测量的使用范围，测量精度与灵敏度高。
一种品质因子压电悬臂梁密度传感器芯片及其工作方法制备

[发明专利]一种内嵌拱形薄膜驱动的PMUT单元及其制备方法-CN202010537206.3有效
发明人：赵立波;郭帅帅;徐廷中;李支康;杨萍;李杰;赵一鹤;刘子晨;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-06-12 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： B06B1/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种内嵌拱形薄膜驱动的PMUT单元及其制备方法，PMUT单元包括由上至下依次设置的振动薄膜、驱动层和衬底，驱动层包括支撑结构和驱动结构，衬底包括背腔、基底，其中背腔由驱动层和基底围合形成；驱动结构具有水平部分和多个拱形部分，拱形部分记为内嵌拱形驱动膜，内嵌拱形驱动层位于背腔正上方，水平部分下端面和基底上端面相接。该PMUT单元实现在振动薄膜面积相同情况下，提高谐振频率的目的，并使电极以及驱动层被密封在背腔中，与外界接触的只有起振动与支撑作用的振动薄膜，完全隔绝了PMUT芯片敏感元件部分与外界的直接接触，使PMUT更具耐久性。
一种拱形薄膜驱动 pmut 单元及其制备方法

[发明专利]一种电极形状调控的高超声波收发性能CMUTs-CN201910697282.8有效
发明人：李支康;赵立波;李杰;郭帅帅;胡开明;张文明;徐廷中;赵一鹤;刘子晨;蒋庄德 -专利权人：西安交通大学;上海交通大学
申请日： 2019-07-30 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种电极形状调控的高超声波收发性能CMUTs。常规CMUTs的上电极为圆形或多边形，至少覆盖悬空薄膜的中心区域；与常规CMUTs的上电极结构不同，本发明CMUTs的中空电极中心区域设置通孔，电极未覆盖悬空薄膜的中心区域。本发明所述中空电极设计可通过静电软化效应减小悬空薄膜中心与固支于支柱区域之间的薄膜区域的刚度，保持薄膜中心区域刚度不变，使得悬空薄膜发生类活塞式振动，从而增大整个悬空薄膜的平均位移，提高超声波的发射强度和接收灵敏度。本发明所提出的中空电极CMUTs解决了常规CMUTs超声发射与接收性能相互制约的问题，能有效实现超声波发射和接收性能的同时提高，且结构与工艺简单，可用于超声生物特征识别、3D超声姿态识别等空气耦合应用领域。
一种电极形状调控高超声波收发性能 cmuts