文 献 综 述
摘要：通过收集整理国内外的与微梁传感器有限元分析与结构优化相关的文章，对本课题有大致上的了解，明确研究目的与方向。
关键词：微梁传感器，有限元，MEMS技术，力学性能研究，
文献综述：
1. 谢新吉[1]，等的悬臂微梁固有频率和模态的尺寸效应：微机电系统以其微型化、集成度高和产量高等优势成为未来发展的主导产业之一。微梁作为微机电系统最常见的结构之一,对其力学性能的探究是提升微机电系统各项指标的基石。不少实验证实采用经典弹性力学分析微结构力学性能存在明显的尺寸效应,建立适用微尺寸结构的理论模型成为必然趋势。广义弹性力学计及了连续的旋转变形及相应的偶应力,完善了变形的度量,适用于分析微结构的力学性能尺寸效应。从虚功原理建立广义弹性体的有限元动力学方程,对悬臂微梁和两端固支微梁的固有频率和模态进行数值分析,结果表明微梁的固有频率是否存在尺寸效应与对应的模态有关。微梁的弯曲和扭转模态由于包含了旋转变形,对应的固有频率较之经典弹性力学有显著提高,而拉压模态不涉及旋转变形,其固有频率没有明显变化。微梁固有频率的尺寸效应也与约束相关,两端固支微梁的固有频率尺寸效应明显低于悬臂微梁,约束的强弱将影响旋转变形的效应。从静止到运动一直是科学发展必须跨越的阶梯。微机电系统的旋转结构常常保持高速旋转,对这种高速运动与变形耦合是否存在尺寸效应的研究具有重大意义。基于广义弹性力学,建立离心环境下广义弹动力学模型,对定轴旋转梁的动力学特性分析。结果表明,旋转梁的固有频率将随转速的改变而变化,且与旋转姿态相关。旋转微梁的固有频率同样具有显著的尺寸效应,但其随转速的变化趋势与宏观尺寸旋转梁保持一致。
2. 王淑华[2]的MEMS传感器现状及应用：MEMS传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。首先,简单介绍了MEMS传感器的分类和典型应用。其次,对MEMS压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEMS传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。介绍MEMS压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEMS传感器的发展趋势进行了展望。
3. 腾艳平[3],等的微悬臂梁传感器在环境中的应用：微悬臂梁传感器以其实时、高灵敏度、非标记等优点,成为一种新型环境检测手段。介绍了微悬臂梁传感器的工作原理,包括其工作模式、读出技术,总结了其在环境检测等方面的研究动态,并对其在环境检测领域的发展进行了展望。
4.谷雨[4]的 MEMS技术现状与发展前景：介绍了微电子机械系统（MEMS）技术的发展现状、加工工艺及产品市场。结合MEMS材料与加工技术，讨论了MEMS产品的封装技术及存在的问题，展望了MEMS技术的发展前景。
5.张吉桥[5]，等的微梁表面化学吸附引致的弯曲和共振行为：正模拟计算了O原子吸附在Si(100)表面形成的微结构Si(100)-O簇的弛豫行为,并确定了Si(100)-O簇结构的平衡构型.基于能量原理,得到了微梁弯曲挠度、共振频率与吸附密度的函数关系,模拟计算了微梁的宏观力学行为,建立了宏观的力学响应(静态弯曲和共振频移)与分子层次的相互作用(共价键相互作用)之间的关系.
6. 薛长国[6], 等的微梁表面电化学沉积过程中力学行为的研究：正基于检测微梁应力变化导致变形的微梁免疫生化传感器以其实时、高灵敏度、非标记等优点,成为一种新型检测手段。而实现检测关键在于关键是在镀金表面修饰生物探针分子。以往研究主要集中在利用醇自组装、巯基化抗体、巯基化二抗等修饰方法的修饰方法的检测灵敏度进行研究,但未为针对修饰过程中在微梁产生的弯曲过程中的表面力学行为进行研究。
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