低壓狀態(tài)下微諧振梁擠壓膜阻尼的空氣分子動力學模擬.pdf

1、本論文主要是研究在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)中空氣擠壓膜阻尼效應對微諧振器件影響。微電子機械技術在過去的二十多年里發(fā)展非常迅速，出現(xiàn)了很多種微機電器件和系統(tǒng)，其中有一大類硅微諧振器件是利用微機械結構在固有頻率處所具有的優(yōu)良振動性能來工作的。微機械結構的振動一般采用靜電驅動方式來驅功，由于靜電的能量密度較小，通常需要數(shù)十伏的高壓才能夠驅動機械結構的共振，因此縮小微機械結構與電極之間的間隙是降低驅動電壓的有效方法。但是當微機械振動結構和電極

2、之間間隙縮小到一定程度時，空氣分子阻尼對微機械振動結構的能量損失影響非常顯著，品質因數(shù)是衡量這類微機械諧振系統(tǒng)的關鍵指標之一，其定義為存儲于振動中的總能量于每個周期損耗的能量之比。
　　 本文提出了低壓下微機械諧振器件擠壓膜阻尼的二維分子動力學仿真的一種高效算法，這不同于已有的一維仿真模型。運用本文的仿真程序對自由分子區(qū)域中微諧振器的空氣擠壓膜阻尼進行了研究，得到了諧振器件的品質因數(shù)與工作環(huán)境壓力的關系。通過將仿真結果分別與以有