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横向梳状硅微静电谐振器机械性能分析与实验研究的开题报告

题目：横向梳状硅微静电谐振器机械性能分析与实验研究

一、研究背景和意义

微机电系统（MEMS）作为一种综合了微电子技术、微加工技术等多种技术的新型集成技术，已经成为当前微纳科技研究领域中的热点之一。微静电谐振器是MEMS中的一种，具有高频率、高稳定性等特点，已广泛应用于振荡源、过滤器、传感器等领域中。同时，横向梳状硅微静电谐振器（LGSER）是一种常见的谐振器结构，具有简单、稳定、易加工等优点，因此被广泛研究。

本课题旨在探究LGSER的机械性能，并结合实验进行研究，以期为该领域的发展提供理论和实验基础。

二、研究内容

1.硅微静电谐振器基本原理及LGSER结构的设计与制备；

2.LGSER机械模型的建立及力学分析，包括小信号模型、动力学模型等；

3.利用有限元方法（FEM）对LGSER进行模拟分析，得到其频率响应等机械性能指标；

4.利用激光干涉仪等实验装置进行LGSER的谐振频率测试，并与理论模拟结果进行比较分析；

5.对实验结果进行总结和分析，提出LGSER机械性能的优化方案。

三、研究方法

1.理论分析：基于MEMS设计及微结构力学理论，建立LGSER机械模型进行分析；

2.有限元分析：利用COMSOL、ANSYS等软件进行LGSER的有限元仿真；

3.实验测试：利用激光干涉仪等实验装置进行LGSER的谐振频率测试。

四、拟解决的关键问题

1.LGSER的频率响应特性以及对机械参数的影响；

2.LGSER的机械稳定性分析及优化设计方案；

3.实验测试和理论模拟结果的比较分析。

五、预期成果

1.建立LGSER的机械模型，分析其机械性能；

2.利用有限元方法预测LGSER的机械性能，提高设计效率；

3.进行实验测试，得到LGSER的谐振频率，并与理论模拟结果进行比较分析；

4.提出LGSER机械性能优化方案。

六、进度安排

1.1-3个月：文献调研，确定研究内容；

2.4-6个月：LGSER结构的设计与制备；

3.7-9个月：LGSER机械模型建立及力学分析；

4.10-12个月：利用有限元方法对LGSER进行模拟分析，得到机械性能指标；

5.13-15个月：利用激光干涉仪等设备进行实验测试；

6.16-18个月：分析实验结果，提出优化方案，编写论文。

七、参考文献

[1]GaoJ,XieH,JiaX,etal.Investigationofmechanicalandelectricalcouplinginlateralcombdriveresonators.JournalofMicromechanicsandMicroengineering,2008,19(3):035018.

[2]ChenQ,FengJ,LiH,etal.LongitudinalandLateralModesofaLarge-Deflection,High-QLateral-Combs-DrivenMEMSResonator.JournalofMicroelectromechanicalSystems,2015,24(2):257-263.

[3]GuoP,ChenY,AnQ.Anewlateralgap-coupledresonantstructureforincreaseddrivecapabilityandtemperaturestability.JournalofMicromechanicsandMicroengineering,2016,26(1):015013.

[4]ZhangY,XieH,LiuJ,etal.ExperimentalInvestigationoftheQualityFactorofLateral-GapCoupledResonatorswithTunableCoupling.JournalofMicroelectromechanicalSystems,2016,25(3):494-502.