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氮化铝薄膜MEMS压电超声换能器设计及应用的任务书 任务书: 题目:氮化铝薄膜MEMS压电超声换能器设计及应用 背景: 现代社会对于无线通讯、医疗、环境监测等领域的需求越来越高,因此需要开发新型的传感器来满足这些需求。压电超声换能器作为一种新兴的MEMS传感器,具有结构储能、高精度、频率响应高等优点,能够广泛应用于蓝牙、雷达、噪声控制、医疗超声等领域。其中,氮化铝薄膜具有良好的力学、电学性能,是制作压电超声换能器的理想材料之一,具有广泛的应用前景。 任务: 本次任务旨在设计氮化铝薄膜MEMS压电超声换能器,并探究其在无线通讯、医疗、环境监测等领域的应用。 任务内容: 1.研究氮化铝薄膜的物理性质和制备方法,掌握MEMS制备工艺和器件设计原理。 2.设计氮化铝薄膜MEMS压电超声换能器,包括结构设计、电路设计、信号放大电路设计等。 3.利用有限元仿真软件对设计的压电超声换能器进行模拟分析,优化器件结构和参数。 4.制备压电超声换能器样品,并通过实验测试其性能指标,如谐振频率、增益、频率响应等。 5.探究压电超声换能器在不同领域的应用。通过系统集成,实现无线通讯、医疗超声、环境监测等领域的应用,并对其性能进行测试和评估。 预期结果: 1.设计出具有良好性能的氮化铝薄膜MEMS压电超声换能器。 2.探究压电超声换能器在不同领域的应用,开发出具有实用性的故障检测、声纳、医学等应用系统。 3.对压电超声换能器性能进行详细的测试和评估,为其在实际应用中提供依据和参考。 4.发表相关的学术论文,提高学科水平和个人能力。 任务周期: 本次任务周期为12个月。 任务要求: 1.具有电子工程、微电子、物理等相关专业的本科或硕士学历。 2.具备MEMS半导体器件制备、物理仿真与实验测试等方面的专业知识和技能。 3.具有较强的动手能力和创新意识,能独立完成实验设计和操作。 4.能够熟练使用有限元仿真软件,如COMSOL、ANSYS等。 参考文献: 1.Seung-HyunKim,Byeong-KwonJu,andSangSikYang.“AlNthinfilmsforMEMSapplications”.AppliedSurfaceScience,2010,256:5852-5857. 2.XingweiWang,ChangzhiGuo,YulingYang,etal.“DesignandsimulationofaV-shapedpiezoelectrictransducer”.Ultrasonics,2011,51:782-791. 3.MingLi,LiujunXia,XiangyuLi,etal.“FabricationofMEMSpiezoelectricultrasonictransduceranditsapplicationinmedicalimaging”.SensorsandActuatorsA:Physical,2020,297:111644. 4.JinyongLiu,GuopingZhang.“RecentprogressinpiezoelectricMEMSresonators”.SensorsandActuatorsA:Physical,2017,263:132-142.