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香港六合彩开奖直播电视台 综述: 用于生物医学的柔性微机械超声换能器(MUT)

发布日期:2024-03-17 13:06 点击次数:163

块体型压电换能器阵列在医学成像中的使用是一种基于厚度格式压电振动的熟悉本领。同期,MEMS制造本领的逾越也催生了微机械替代品的出现,即压电式微机械超声换能器(PMUT)和电容式微机械超声传感器(CMUT)。这两类器件永诀哄骗压电薄膜和静电力以转折格式使命。此外,基于这些旨趣的柔性微机械超声换能器的树立为生物医学应用拓荒了新的可能性,包括生物医学成像、传感和刺激。

据麦姆斯商议报谈,近日,比利时鲁汶大学(KU Leuven)的议论东谈主员在Microsystems & Nanoengineering期刊上发表了题为“Flexible micromachined ultrasound transducers (MUTs) for biomedical applications”的综述著作。文中详备策划了柔性微机械超声换能器(MUT)的需求、潜在应用、规格、材料、制造和电子集成。具体来说,该综述涵盖了制造才能,并比较了柔性PMUT和CUMT的性能规格,包括谐振频率、贤达度、柔韧性和其它关系身分。终末,对竣事高效、高性能的柔性MUT所濒临的挑战和机遇进行了瞻望。

本文涵盖的柔性MUT的好像

柔性MUT本领布景

柔性超声的一个潜在应用是生物医学成像。在超声成像中,传播的超声波(脉冲)会在不同组织之间的界面处发生部分反射,回波看成时候的函数被测量以酿成图像。柔性超声换能器在特定范畴内具有可变曲率和焦距,可看成曲面透镜,提供机械聚焦,从而裁汰相控阵运行中电子聚焦所需的功率。这一特质对于触觉和非斗殴式刺激应用十分故意。

由于超声换能器是一种谐振器件,其性能在很猛进程上取决于本人的谐振行为,而这些特质不错从谐振频率、带宽和贤达度等特征来合并。这些规格参数是通过基于标的应用实行多样表征来笃定的。这些性能主义是由触及结构几何时局以及材料等多种相互关联的野心身分共同作用的效果,因此存在复杂的优化问题。

柔性衬底为电子集成提供了更好的机动性和可能性,而构建在刚性硅衬底上的器件时时具有更好的传感器性能主义。柔性衬原来领和硅MEMS之间的衡量不错通过搀和才能部分克服,该才能触及制造部分柔性和部分刚性的器件。这种才能在柔性超声本领中越来越受宽容,在这种本领中,机动性和高性能齐很艰难。

柔性MUT的本领布景

柔性MUT类型

PMUT由一个带有压电薄膜的振膜构成,并以转折格式使命。由于转折格式,PMUT的共振频率主要由几何时局和材料决定,因为它们会影响振膜的机械刚度和质地密度。可是,在制造经由中振膜中产生的内应力会极地面影响共振频率,这亦然执行PMUT性能频繁与表面预期性能不同的原因之一。此外,这使得振膜结构制造具有挑战性。文中策划了对于制造柔性PMUT的多样才能。

柔性PMUT制造概览

第一阶段,1月份—3月份,1月份盘面震荡向下为主。2月份受到江西环保的影响,带动了盘面大幅上涨,复产不及预期,需求大幅回暖,造成供需错配缺口,盘面出现V形反转。3月份价格保持在10—11万高位运行。

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柔性PMUT野心概览

已报谈的柔性PMUT器件概览

CMUT具有电容器结构。它由一个薄的金属化悬浮膜构成,位于一个带有刚性金属化衬底的空腔上。值得堤防的是,CMUT振膜有一个无源层和顶部电极,而底部电极附着在衬底上,这就使得必须有孤苦的衬底层,这与PUMT不同。CMUT频繁袭取殉难层开释或键合本领制造。这也响应鄙人文所展示的柔性CMUT本领树立中。

柔性CMUT制造概览

柔性CMUT野心概览

已报谈的柔性CMUT器件概览(殉难层蚀刻的CMUT)

在柔性MUT中,均衡柔韧性和性能弥远是一个挑战。尽管柔性才能更常见,本色上提供了高转折性,但它们需要权臣的性能雠校。此外,在处理柔性衬底时,薄膜中的残余应力会权臣影响MUT的预期特质。搀和才能,举例硅-PDMS衬底的器件,时时比所有柔性的才能提供更好的性能。可是,由于搀和野心中存在刚性部件,柔韧性会在一定进程上受到影响。MUT的另一个阻截是,与传统的块体型压电换能器比拟,它们的信噪比(SNR)较低。除了提升声压除外,在不同的器件野心和应用环境中,处理和最小化由电气和机械表象引起的串扰也有助于处理这个问题。

柔性超声换能器的野心标的包括宽带宽、高贤达度、经济高效的制造、与电子器件的无缝集成以及生物医学应用中的用户舒心度。通过对野心制造优化的议论香港六合彩开奖直播电视台,柔性PMUT和CMUT具有竣事这些标的的后劲。尽管濒临诸多挑战,但该范畴在翻新本领和专注的议论东谈主员的鼓动下,为将来的应用和交易化提供了契机。

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