基于驻极体技术的新型MEMS超低压电容式超声换能器的研究

批准号:
61974136
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
宁瑾
依托单位:
学科分类:
微纳机电器件与控制系统
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
宁瑾
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中文摘要
本项目基于驻极体技术,研制一种新型超低压CMUT(电容式超声换能器)器件,利用薄膜驻极体提供CMUT正常工作时需要的直流电场,将外加直流偏置由40V以上降低至3.3V以下,实现器件的超低功耗工作。超低压CMUT元件是超声内镜的核心组件,具备体积小、易于阵列化和低偏置电压的优势,可大幅度减小超声探头体积,提高成像质量和临床应用的安全性。主要研究内容包括CMUT器件的工作机理、驻极体材料的制备与表征、驻极体MEMS制备工艺、声学探头封装、CMUT器件在超声成像中的应用等。重点解决SiO2驻极体电荷存储稳定性、驻极体材料与MEMS工艺兼容性以及超声探测过程中的能量耗散与衰减问题等关键科学问题,最终研制出超低压CMUT超声换能器二维阵列微型探头,完成成像验证。超声内镜在隆起性病变及肿瘤术前分析等方面有重要的应用价值,本课题将解决我国超声成像医学诊断设备小型化的瓶颈问题,具有重要的研究意义。
英文摘要
Based on electret technology, a new type of ultra-low voltage CMUT (capacitive ultrasonic transducer) device is developed in this project. The thin film electret is used to provide the operation voltage, so the DC bias is reduced from 40V to 3.3V and the ultra-low power consumption of the device can be realized. Ultra-low voltage CMUT component is the core component of endoscopic ultrasound. It has the advantages of small size, easy array and low bias voltage. It can greatly reduce the volume of ultrasound probe and improve the imaging quality and clinical safety. The working mechanism and the fabrication technology of the electrets CMUT, encapsulation technique of the acoustic probe, the ultrasound imaging system using the novel CMUT arrays will be studied. The key scientific problems, such as the SiO2 electret charge storage stability, the energy dissipation and attenuation in ultrasonic propagation, will be studied and solved. A 2D(two-dimensional) CMUT array will be developed and used in ultrasound imaging system. Endoscopic ultrasonography is very important in elevated lesion and tumor surgery analysis. This project has important research significance. It can solve the bottleneck problem of miniaturization of ultrasound imaging medical diagnostic equipment in China.
期刊论文列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:10.3390/mi13111967
发表时间:2022-11-13
期刊:Micromachines
影响因子:3.4
作者:Jia L;Han G;Wei Z;Si C;Ning J;Yang F;Han W
通讯作者:Han W
DOI:10.3390/mi14061098
发表时间:2023-05-23
期刊:MICROMACHINES
影响因子:3.4
作者:Hou, Zhongxuan;Zhang, Yongkang;Si, Chaowei;Han, Guowei;Zhao, Yongmei;Lu, Xiaorui;Liu, Jiahui;Ning, Jin;Wei, Tongbo
通讯作者:Wei, Tongbo
DOI:10.3390/mi13122090
发表时间:2022-11-27
期刊:Micromachines
影响因子:3.4
作者:Lu X;Liu J;Han G;Si C;Zhao Y;Hou Z;Zhang Y;Ning J;Yang F
通讯作者:Yang F
DOI:10.3390/s21196428
发表时间:2021-09-26
期刊:Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Xu P;Si C;He Y;Wei Z;Jia L;Han G;Ning J;Yang F
通讯作者:Yang F
DOI:10.1021/acsaelm.3c00821
发表时间:2023-09
期刊:ACS Applied Electronic Materials
影响因子:4.7
作者:Jiahui Liu;Xiaorui Lu;G. Han;C. Si;Y. Zhao;Zhongxuan Hou;Yongkang Zhang;Jin Ning
通讯作者:Jiahui Liu;Xiaorui Lu;G. Han;C. Si;Y. Zhao;Zhongxuan Hou;Yongkang Zhang;Jin Ning
新型级联阵列结构的AlN MEMS谐振器及关键机理研究
- 批准号:61274001
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:宁瑾
- 依托单位:
SiC RF MEMS 器件-高Q值谐振器的研究
- 批准号:60406010
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:宁瑾
- 依托单位:
国内基金
海外基金
