围绕耐高温、高动态MEMS压阻式特种传感器，揭示了其在微纳尺度下的力学耦合与频响损失机理，提出了基于微纳力学耦合、干扰预处理、无频损失封装的传感器设计新思路，解决了传感器灵敏度和固有频率相互制约的难题，发明了高动态MEMS压阻式特种压力/加速度传感器，开发了系列产品，满足了国防及石化等领域的高动态测量与应用急需，并实现了产业化。
研究方向 - 赵 玉龙
随着第四代MEMS火工品的快速发展，微尺度爆轰输出性能测试已成为亟需解决的关键基础问题。传统传感器因具有尺寸大、嵌入式测量等特点而无法应用于微尺度场景。本课题组依托国家安全重大基础研究项目和装发预研领域基金重点项目，针对MEMS火工品输出性能测试需求，开展了微尺度下爆压与爆速测试技术研究，基于柔性MEMS技术开发了微尺度锰铜薄膜爆压测试传感器以及MEMS电探针阵列爆速测试传感器，为微纳结构含能材料设计以及MEMS火工品输出性能表征提供技术支撑。
根据深空深海探测、姿态控制、长航时导航等领域对高稳定性微型加速度计、陀螺和压力传感器的迫切需求，利用石英晶体压电特性和谐振特征，研制具有小型化、高分辨力、高精度等优势的高精度石英MEMS传感器，通过稳定性漂移机理、高增益谐振电路、新型工艺与结构开发等研究，开发出满足惯性测量系统、深海探测等领域需求的高性能石英MEMS器件。
高端/智能制造装备是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和融合。高性能传感器系统是高端装备实现智能化的首要前提。本课题组针对高端机床智能化的发展趋势，开展用于机床切削状态原位检测和在线调控的高精度MEMS系列化传感器技术与智能部件研究，包括微型振动、力、温度传感器芯片等，并在机械制造企业进行示范应用，具有广泛的市场前景和发展潜力。
具有耐高温、耐腐蚀特性的微型化压力和振动传感器，在航空航天、石油化工、核能电力等涉及国民经济和尖端技术领域中，有着广泛而重要的应用价值。例如，航空发动机内部高温流场动态压力检测、核反应堆高温管道回路振动监测等。本课题组以碳化硅作为传感器芯片材料，开展MEMS耐高温振动/压力传感器芯片设计、制造、封装以及性能测试等关键技术研究，为重大装备高温性能试验提供测试技术支撑。
在MEMS火工品及相关器件设计方面：针对MEMS火工品结构微型化、功能集成化、控制智能化的发展需求，基于国家安全重大基础研究项目和装发预研重点领域基金项目，开展新型MEMS安保装置的设计、仿真、制作及应用研究，突破了MEMS火工品设计制造关键技术。提出的四隔板驱动器、单隔板驱动器、双向驱动平台可以分别实现500μm、1mm以及2mm的位移输出，并首次实现了MEMS火工品的自主状态切换、状态锁定、状态恢复与状态反馈，为MEMS技术在国家新一代武器装备系统中的研制和应用提供相应的理论和技术支撑。
传统硅基MEMS传感器制造工艺成熟，但压阻系数有限，且材料性能易受极端环境影响。石墨烯、非晶碳、二硫化钼等新型半导体功能薄膜具有优异的机械性能、化学特性和压阻性能，并能与MEMS技术兼容。围绕上述新型敏感材料，调控材料功能与优化敏感结构，揭示复杂键态材料体系下的压阻机理，开展新一代MEMS传感器的研究并应用，为满足航空航天、辐射、高温、海洋等严苛服役环境的传感测试技术奠定重要基础。
