微納傳感器件μCVD工藝系統(tǒng)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、材料的制備方法和制備設(shè)備是研究材料性能及其應(yīng)用的前提與基礎(chǔ)。作為一種極具潛力的納米碳材料制備技術(shù)，μCVD（微型化學氣相沉積）系統(tǒng)的研究與開發(fā)對促進納米碳材料和器件的發(fā)展具有重要意義。
　　本文首先從傳統(tǒng)化學氣相沉積設(shè)備中碳納米管和石墨烯的生長原理出發(fā)，提出改進μCVD生長納米碳材料質(zhì)量的關(guān)鍵問題。針對這些關(guān)鍵問題，首先使用Pro/Engineer和Ansys對μCVD中作為材料生長基體的微芯片的物理結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計與仿真。其次，為

2、了實現(xiàn)對μCVD系統(tǒng)工藝溫度的精確測量，建立了一套適用于μCVD系統(tǒng)的非接觸測溫系統(tǒng)，并使用MATLAB開發(fā)了相關(guān)的測溫軟件。最后，基于自整定PID（Proportion-Integration-Differentiation，比例-積分-微分）原理設(shè)計了適用于μCVD系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)，并基于STM32微控制器完成了整個溫度控制系統(tǒng)的硬件原理設(shè)計，且對其相應(yīng)的軟件配置進行了介紹。
　　論文工作的主要成果及創(chuàng)新點體現(xiàn)在:
　

3、　(1)采用傳熱學理論，在考慮工藝環(huán)境的前提下對上CVD系統(tǒng)生長碳納米管的微芯片結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計與仿真，所設(shè)計的μCVD芯片可以在較大范圍保證溫度分布的均勻性，從而可以為碳納米管生長提供更好的環(huán)境。
　　(2)采用基于圖像傳感器的非接觸測溫方法對μCVD系統(tǒng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)進行了設(shè)計與實現(xiàn)，并利用所開發(fā)的測溫軟件對圖像測溫方法進行了仿真計算，結(jié)果表明該測溫方法可以有效測得目標體的溫度，并可以同時得到整個溫度場。
　　(3)采用