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基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置制造方法及图纸

技术编号:24449472 阅读:22 留言:0更新日期:2020-06-10 13:54
本实用新型专利技术公开了一种基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置的设计方案,提出了一种三层结构设计方案:上下两层为设有信号引线的玻璃衬底,中层为差分式石墨烯加速度计结构。中层差分式石墨烯加速度计结构由两个结构相同但反相布置的石墨烯谐振器、两个中部支撑块和一个外部支撑块组成。石墨烯谐振器的支撑块通过连接短梁跟中部支撑块相连,中部支撑块再通过另一连接短梁跟外部支撑块相连,最后外部支撑块通过四个顶点处的锚点固定在上下两层玻璃衬底上。本实用新型专利技术通过检测差分式石墨烯谐振器谐振频率的变化,实现对加速度的敏感。本实用新型专利技术具有体积小、重量轻、结构紧凑、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。

Plane difference accelerometer based on graphene resonator

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置
本技术属于微电子机械系统和微惯性测量
,具体涉及一种基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置。
技术介绍
石墨烯是一种由六角元胞碳原子构成,呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,因其本身内部结构等特征条件,具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学等方面具有广泛的应用前景。同时,由于石墨烯的层状结构优势,石墨烯也可以用于质量检测以及电子机械谐振器。石墨烯加速度计是石墨烯谐振器的进一步发展和应用,其基本原理主要是当有加速度输入引起石墨烯谐振器轴向应力变化时,石墨烯谐振器的谐振频率会发生变化,因此可通过谐振频率的变化敏感输入加速度。与普通MEMS谐振式加速度计相比,新型石墨烯谐振式加速度计具有灵敏度高,品质因数大、热稳定性好、载流子迁移率大、电阻率低等显著优势。近年来,国内外的研究机构开始对石墨烯谐振器加速度计进行了一定的研究。韩国国立交通大学的JeongWonKang等人首次提出了一种基于石墨烯纳米带谐振器的超高灵敏度加速度计,在有外部加速度输入时,石墨烯纳米带谐振器会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置,其特征在于:由三层结构组成,上、下两层结构均为设有信号引线的玻璃衬底(1-1、1-2),中层为差分式石墨烯加速度计结构;/n所述中层差分式石墨烯加速度计结构由第一石墨烯谐振器(2-1)和第二石墨烯谐振器(2-2),第一中部支撑块(6-1)、第二中部支撑块(6-2)和一个外部支撑块(7)组成;其中第一石墨烯谐振器(2-1)和第二石墨烯谐振器(2-2)结构相同但中心对称排布方式相反;/n其中第一石墨烯谐振器(2-1)位于差分式石墨烯加速度计结构中轴线的左侧,第二石墨烯谐振器(2-2)位于差分式石墨烯加速度计结构中轴线的右侧;/n第一石墨烯谐振器(2...

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置,其特征在于:由三层结构组成,上、下两层结构均为设有信号引线的玻璃衬底(1-1、1-2),中层为差分式石墨烯加速度计结构;
所述中层差分式石墨烯加速度计结构由第一石墨烯谐振器(2-1)和第二石墨烯谐振器(2-2),第一中部支撑块(6-1)、第二中部支撑块(6-2)和一个外部支撑块(7)组成;其中第一石墨烯谐振器(2-1)和第二石墨烯谐振器(2-2)结构相同但中心对称排布方式相反;
其中第一石墨烯谐振器(2-1)位于差分式石墨烯加速度计结构中轴线的左侧,第二石墨烯谐振器(2-2)位于差分式石墨烯加速度计结构中轴线的右侧;
第一石墨烯谐振器(2-1)正面朝上层玻璃衬底,第二石墨烯谐振器(2-2)的正面朝下层玻璃衬底,当垂直方向有输入加速度时,第一石墨烯谐振器(2-1)和第二石墨烯谐振器(2-2)的运动方向刚好相反,形成差分结构;
其中第一石墨烯谐振器(2-1)通过位于上方的第一连接短梁(5-1)与第一中部支撑块(6-1)相连,第一中部支撑块(6-1)通过位于下方的第二连接短梁(5-2)与外部支撑块(7)相连;
其中所述第二石墨烯谐振器(2-2)通过位于下方的第三连接短梁(5-3)与第二中部支撑块(6-2)相连,第二中部支撑块(6-2)通过位于上方的第四连接短梁(5-4)与外部支撑块(7)相连;
其中所述外部支撑块(7)通过其右下、左下、左上、右上四个顶点上的锚点(8-1、8-2、8-3、8-4)固定在上、下两层玻璃基底上。


2.如权利要求1所述的一种基于石墨烯谐振器的平面差分式加速度计装置,其特征在于:其中第一石墨烯谐振器(2-1)的上半部分为第一支撑块(10-1)且下半部分为第一质量块(9-1);其中所述第一质量块(9-1)和第一支撑块(10-1)的形状均呈U型且相互对称分布,所述第一质量块(9-1)和第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨波张婷梁卓玥
申请(专利权)人:东南大学
类型:新型
国别省市:江苏;32

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