基于有機(jī)高分子材料的柔性熱釋電探測器具有制備工藝簡單,易于加工的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有較小的介電常數(shù)及熱導(dǎo)率,適用于制備大規(guī)模集成器件,近年來成為研究的熱點(diǎn)。本文工作圍繞著基于PVDF的熱釋電探測器單元器件結(jié)構(gòu)展開,通過有限元軟件COMSOL系統(tǒng)的仿真研究了敏感元結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)對(duì)器件性能的影響,同時(shí)初步探索了具有表面結(jié)構(gòu)的PVDF熱釋電敏感薄膜的制備工藝。首先,通過COMSOL建立二維模型,系統(tǒng)的分析了表面結(jié)構(gòu)對(duì)PVDF敏感單元熱學(xué)性能的影響。重點(diǎn)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了兩種三維有限元模型,更為全面的分析了表面結(jié)構(gòu)對(duì)敏感元表面熱學(xué)性能的影響,與不具有微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)敏感元進(jìn)行對(duì)比分析。得出當(dāng)敏感元具有傾斜壁溝槽結(jié)構(gòu)時(shí),敏感元上表面溫度變化率面積分相比于不具有微結(jié)構(gòu)提升了117.7%。對(duì)表面結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化,分析研究了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)敏感元熱學(xué)性能的影響。其次,介紹了PVDF熱釋電探測器中的微音效應(yīng)（micro-phonic effect）,通過COMSOL仿真分析了支撐結(jié)構(gòu)對(duì)敏感元應(yīng)力的影響。設(shè)計(jì)五支撐柱支撐結(jié)構(gòu),通過仿真研究其對(duì)因微音效應(yīng)所產(chǎn)生的壓電干擾電壓的抑制作用,與襯底整體支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱學(xué)及力學(xué)對(duì)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 熱釋電探測器研究進(jìn)展
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及研究意義
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
第二章 熱釋電紅外探測器與仿真方法
    2.1 熱釋電效應(yīng)與壓電效應(yīng)
        2.1.1 熱釋電效應(yīng)
        2.1.2 壓電效應(yīng)
    2.2 PVDF熱釋電敏感薄膜
    2.3 熱釋電探測器工作原理及性能參數(shù)
        2.3.1 熱釋電探測器工作原理
        2.3.2 熱釋電探測器主要性能參數(shù)
    2.4 熱釋電探測器敏感元結(jié)構(gòu)
    2.5 仿真方法概述
    2.6 本章小結(jié)
第三章 單元器件敏感元結(jié)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)
    3.1 敏感單元熱學(xué)性能二維仿真分析
        3.1.1 不具有微結(jié)構(gòu)敏感元熱學(xué)性能仿真分析
        3.1.2 垂直壁溝槽結(jié)構(gòu)熱學(xué)性能仿真分析
        3.1.3 傾斜壁溝槽結(jié)構(gòu)熱學(xué)性能仿真分析
    3.2 敏感單元熱學(xué)性能三維仿真分析
        3.2.1 不具有微結(jié)構(gòu)敏感元熱學(xué)性能三維仿真分析
        3.2.2 傾斜壁溝槽結(jié)構(gòu)熱學(xué)性能三維仿真分析
        3.2.3 傾斜壁矩形坑結(jié)構(gòu)熱學(xué)性能三維仿真分析
    3.3 敏感單元結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 傾斜壁角度對(duì)熱學(xué)性能的影響
        3.3.2 表面結(jié)構(gòu)尺寸與間隔對(duì)熱學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單元器件支撐結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)計(jì)
    4.1 .熱釋電敏感元的微音效應(yīng)
    4.2 敏感元結(jié)構(gòu)對(duì)表面應(yīng)力的影響
    4.3 支撐結(jié)構(gòu)對(duì)敏感元表面應(yīng)力的影響
    4.4 襯底整體支撐結(jié)構(gòu)
        4.4.1 襯底整體支撐結(jié)構(gòu)對(duì)微音效應(yīng)的抑制
        4.4.2 襯底整體支撐結(jié)構(gòu)的熱學(xué)性能
    4.5 五支撐柱結(jié)構(gòu)
        4.5.1 五支撐柱結(jié)構(gòu)對(duì)微音效應(yīng)的抑制
        4.5.2 五支撐柱結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        4.5.3 五支撐柱結(jié)構(gòu)的熱學(xué)性能
    4.6 本章小結(jié)
第五章 柔性熱釋電探測器的制備
    5.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    5.2 PVDF薄膜的制備
        5.2.1 模具的制備
        5.2.2 流延法制備薄膜
        5.2.3 刮膜法制備薄膜
    5.3 PVDF薄膜形貌測試
        5.3.1 薄膜表面結(jié)構(gòu)質(zhì)量
        5.3.2 薄膜表面結(jié)構(gòu)尺寸測試
    5.4 電極制作與熱極化
        5.4.1 電極制作
        5.4.2 熱極化處理
    5.5 器件響應(yīng)率測試
        5.5.1 測試系統(tǒng)搭建
        5.5.2 響應(yīng)率測試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 前景展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]紅外焦平面成像器件的重大應(yīng)用[J]. 陳伯良.  紅外與激光工程. 2005(02)
[5]非制冷型熱釋電薄膜紅外探測器的制備及應(yīng)用[J]. 劉少波,李艷秋.  激光與紅外. 2004(01)
[6]摻尿素的TGS晶體的生長及性質(zhì)研究[J]. 孫洵,王民,史偉,房昌水.  功能材料. 2000(01)
[7]國外紅外探測器的發(fā)展及其在制導(dǎo)武器中的應(yīng)用[J]. 艾琍.  紅外技術(shù). 1996(03)
[8]熱電探測器對(duì)輻射功率的響應(yīng)[J]. 甘德昌.  物理學(xué)報(bào). 1995(01)

碩士論文
[1]鉭酸鋰薄膜紅外探測器的研究[D]. 謝明君.電子科技大學(xué) 2007
[2]熱釋電探測器綜合理論模型分析[D]. 呂小平.長春理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3295294