1. 基于刚柔混合结构的MEMS静电梳齿执行器及扫描微镜芯片设计与制造

图1. 四代静电执行器扫描微镜原理图及显微镜照片

课题组提出仅使用最小量聚合物替换传统硅基微器件中的核心机构的设想(即刚柔结合式MEMS器件),充分利用聚合物提升器件性能并保留主体硅架构,使聚合物对器件可靠性的影响最小化。基于该设计与工艺,将静电执行器高达200V的驱动电压降至20V,使其可在消费电子类设备中使用。并实现了毫米波波导功分器、移相器等多项应用,如图2所示。

2. 刚柔结合式MEMS垂直梳齿执行器的应用情况​​​​​​​

2. 高功率密度微型电磁式振动能量采集器

电磁式振动能量采集器的瓶颈问题是:宏观器件尺寸过大应用受限,而微型器件输出电压及功率极小难以使用。课题组提出了基于叠层柔性线圈的微型振动能量采集器架构,将数十微伏输出电压提升至1.56V2018)及最终的12V2022);建立了针对能量采集器的成套微加工工艺及跨尺度集成方法,解决了长久以来手工组装器件的精度及可重复性问题;探明了微型振动能量采集器的可靠性规律及提升方法,开发了微型采集器的电路及三维封装技术,实现了基于振动能量采集器的自供能无线传感器节点。