具体描述
《微纳传感器及其应用》约32万字，共分八章。第一章对MEMS进行了概述，简要介绍了MEMS技术的定义、基础理论、制造技术及应用；其后的第二～七章分别以机械微传感器、热微传感器、磁微传感器、光学微传感器与辐射微传感器、化学微传感器与生物微传感器和声波微传感器为主题，介绍了不同种类微传感器的原理及应用；最后第八章介绍了一些传感器的应用实例。各章节后均有习题和参考文献。
《微纳传感器及其应用》可作为本科生教材，也可供从事传感器工作的教学、科研和工程技术人员参考。
好的，这是一份关于《微纳传感器及其应用》的图书简介，旨在详细介绍该领域，但不涉及具体书籍内容，并力求自然流畅： --- 《微纳尺度科学与工程前沿：从原理到集成系统》 图书简介 在当今科技飞速发展的时代，我们正以前所未有的精度和敏感度探索物质世界的奥秘。从生物医学的精准诊断到环境监测的实时反馈，再到信息技术的底层支撑，核心驱动力之一在于我们对“微观”与“纳米”尺度的深刻理解和有效操控。本书旨在系统梳理和深入探讨微纳尺度科学与工程领域的基础理论、关键技术、前沿进展以及在实际系统中的集成应用，为相关领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一份全面而深入的参考指南。 第一部分：微纳尺度现象的物理基础与建模 本书首先构建起理解微纳世界所需的理论框架。在宏观尺度下被忽略的效应，如表面能、量子效应、界面物理以及流体力学中的非线性行为，在微纳尺度下占据主导地位。 表面与界面物理： 深入解析材料在纳米尺度下展现出的独特表面特性，包括表面能、表面张力、范德华力以及毛细作用力等在微流控和微结构制造中的决定性影响。探讨这些界面现象如何被调控以实现特定功能，例如润湿性控制和自组装。 低维材料的电子与光学特性： 重点阐述了准二维、一维和零维结构（如量子点、纳米线、二维材料如石墨烯及其衍生物）的能带结构、载流子输运机制。分析了由于量子尺寸效应引起的独特的光学吸收、发光特性和电学行为，为设计高性能器件奠定了理论基础。 微纳尺度的热力学与输运： 考察在微通道或微腔体内的传热和传质过程。热导率的尺寸依赖性、布朗运动对扩散过程的影响，以及如何利用这些原理优化热管理系统和实现高效分离技术。 第二部分：微纳结构加工与表征技术 从理论到实践，关键在于如何精确地制造和观察这些微小结构。本部分详细介绍了当前主流的微纳加工技术路线及其核心工艺控制点。 经典与先进的微纳加工工艺： 全面覆盖光刻、电子束刻蚀、聚焦离子束（FIB）加工等经典集成电路制造技术，并重点介绍新兴的软光刻（Soft Lithography）、原子层沉积（ALD）和直接墨水写入（DIW）等柔性制造和三维结构构建方法。强调了高精度形貌控制、表面功能化处理在提升器件性能中的作用。 微纳尺度表征手段： 深入探讨了用于获取结构形貌、成分分析和功能测试的关键仪器。包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在原子分辨率成像中的应用，原子力显微镜（AFM）在表面形貌和力学性质测量中的高灵敏度，以及拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）等在化学组分和晶体结构确定上的重要性。 第三部分：微纳集成系统的设计与构建 现代工程的趋势是从单一功能组件走向复杂的多功能集成系统。本部分聚焦于如何将微纳元件有机结合，以应对复杂环境下的挑战。 微流控与芯片实验室（Lab-on-a-Chip, LOC）： 详细阐述了微流控的基本原理，包括层流混合、离心力驱动、电渗流（Electroosmosis）等驱动机制。重点讨论了如何设计和制造集成化的生物化学分析平台，实现样本的快速预处理、分离、反应和检测，以实现高通量、低试剂消耗的分析目标。 机电集成系统（MEMS）与智能执行器： 探讨了基于微加工技术制造的机械结构，如微镜阵列、微泵、微阀门和微马达。分析了驱动原理，包括静电力、压电效应、热膨胀以及磁力驱动，以及它们在光通信、精密计量和流体控制中的实际应用案例。 功能材料的集成与传感策略： 讨论了如何将具有特定响应特性的功能材料（如半导体纳米晶体、聚合物、生物分子涂层）精确集成到微纳平台上，以构建高灵敏度、高选择性的响应单元。这包括对化学物质、物理刺激（压力、温度、加速度）和生物分子信号的实时捕获和转换机制。 第四部分：前沿应用领域探索 本书的最后部分将理论与工程知识应用于解决当前科学与社会面临的关键挑战，展示了微纳尺度技术变革性的潜力。 先进医疗诊断与治疗： 关注纳米颗粒在药物递送系统中的设计与优化，微纳探针在活体细胞成像和分子标记中的应用，以及微流控技术在单细胞分析和疾病早期筛查中的突破。 环境监测与可持续能源： 探讨了用于痕量污染物检测的超灵敏化学/生物接收单元，以及在能源转化领域如高效催化剂载体、微型燃料电池和光电转换器件中的结构设计优势。 下一代信息存储与处理： 展望了基于量子点和二维材料的非易失性存储器（NVM）技术，以及如何利用微纳结构控制光子和电子的传输，以应对传统硅基器件的物理极限挑战。 总结 《微纳尺度科学与工程前沿》旨在为读者提供一个从基本物理原理到复杂系统集成的完整知识体系。通过对制造工艺的精细控制和对物理效应的深刻理解，读者将能够掌握设计、制造和应用下一代高精度、高集成度微纳系统的核心能力，迎接前所未有的工程挑战。 ---
作者简介
目录信息
第一章 MEMS概论 1.1 MEMS的定义 1.2 MEMS的基础理论 1.2.1 微机械常用材料 1.2.2 微机械的固体力学问题 1.2.3 微机械的工作原理 1.2.4 微构造特性 1.3 MEMS的制造技术 1.3.1 微电子加工工艺 1.3.2 精密加工 1.3.3 特种加工 1.4 MEMS技术的应用 1.4.1 MEMS传感器的应用 1.4.2 射频MEMS器件的应用 1.4.3 生物MEMS的应用 1.4.4 光学MEMS的应用 1.5 MEMS的发展前景 习题 参考文献第二章 机械微传感器的应用 2.1 位移微传感器 2.1.1 基本概念 2.1.2 电容和电感式位移微传感器 2.1.3 光学位移微传感器 2.1.4 超声波位移微传感器 2.2 速度和流速微传感器 2.2.1 基本概念 2.2.2 热电式流速微传感器 2.2.3 电容式流量微传感器 2.2.4 压阻式流量微传感器 2.2.5 共振桥式流量微传感器 2.3 微型加速度计 2.3.1 基本概念 2.3.2 压阻式微加速度计 2.3.3 压电式微加速度传感器 2.4 力、压强和应变微传感器 2.4.1 基本概念 2.4.2 力微传感器 2.4.3 应力敏感的电子器件 2.4.4 硅微压强传感器 2.4.5 电阻式应变微传感器 2.5 质量微传感器 2.5.1 基本概念 2.5.2 压电式质量微传感器 2.5.3 表面声波谐振传感器 习题 参考文献第三章 热微传感器的应用 3.1 热机械传感器 3.2 热敏电阻 3.2.1 热阻效应 3.2.2 金属热敏电阻 3.2.3 半导体热敏电阻 3.3 热二极管 3.3.1 基本原理 3.3.2 集成的热二极管 3.4 热晶体管 3.4.1 基本原理 3.4.2 集成的热晶体管 3.5 热电偶 3.6 其他电测量热微传感器 3.6.1 热开关 3.6.2 微热量计 3.7 其他非电测量热微传感器 3.7.1 温度计 3.7.2 温度指示器和光纤传感器 3.7.3 表面声波温度微传感器 习题 参考文献第四章 磁微传感器的应用 4.1 霍尔效应器件 4.1.1 霍尔效应 4.1.2 霍尔器件的工作原理 4.1.3 半导体中的霍尔效应 4.1.4 霍尔传感器 4.2 磁阻效应器件 4.2.1 磁阻效应 4.2.2 磁阻器件 4.2.3 磁阻传感器的应用举例 4.3 磁敏二极管和磁敏三极管 4.3.1 磁敏二极管 4.3.2 磁敏三极管 4.4 磁通门微磁强计 4.4.1 磁通门微磁强计的结构 4.4.2 磁通门微磁强计的原理 4.4.3 磁通门微磁强计的应用 4.5 隧道效应磁强计 4.5.1 隧道效应磁强计的结构 4.5.2 隧道效应磁强计的原理 4.5.3 隧道效应磁强计的性能参数 4.6 超导量子干涉磁强计 4.6.1 约瑟夫森效应 4.6.2 磁场对直流约瑟夫森效应的影响 4.6.3 SQUID器件 习题 参考文献第五章 光学微传感器与辐射微传感器应用 5.1 光学微传感器 5.1.1 光学微传感器的主要性能参数 5.1.2 直接型光学传感器 5.1.3 光敏电阻传感器 5.1.4 间接光学微传感器 5.2 辐射微传感器 5.2.1 辐射粒子 5.2.2 光谱 5.2.3 核辐射传感器 习题 参考文献第六章 化学微传感器与生物微传感器的应用 6.1 化学微传感器 6.1.1 离子敏传感器 6.1.2 气敏传感器 6.1.3 湿敏传感器 6.2 生物微传感器 6.2.1 酶传感器 6.2.2 微生物传感器 6.2.3 组织传感器 6.2.4 细胞传感器 6.2.5 免疫传感器 6.2.6 基因芯片 习题 参考文献第七章 声波微传感器的应用 7.1 声波微传感器概述 7.1.1 声波技术和压电效应 7.1.2 声波的传播 7.1.3 声波的探测 7.2 体声波微传感器 7.2.1 TSM谐振器 7.2.2 SH-APM传感器 7.3 表面声波微传感器 7.3.1 表面声波的类型 7.3.2 表面声波的激发 7.3.3 基本的SAW器件 7.3.4 SAW传感器的测量原理 习题 参考文献第八章 微纳传感器应用实例 8.1 基于手势识别的多功能电子钥匙 8.1.1 项目介绍 8.1.2 项目原理 8.1.3 项目设计方案 8.2 基于地磁传感器的数字指南针 8.2.1 项目介绍 8.2.2 项目原理 8.2.3 项目设计方案 8.2.4 项目优点 8.3 新型宠物伴侣 8.3.1 项目背景 8.3.2 设计方案 8.3.3 系统设计 8.3.4 软件方案 8.3.5 系统测试 8.3.6 市场前景展望 8.4 电子便携导盲棒 8.4.1 项目介绍 8.4.2 项目原理 8.4.3 项目设计方案 8.4.4 市场展望 8.5 多功能水蒸发器 8.5.1 项目介绍 8.5.2 项目原理 8.5.3 项目设计方案 8.5.4 市场调查分析 习题 参考文献附录A 美新产品 A.1 美新加速度传感器 A.2 美新磁传感器——MMC212xMG A.3 美新流量传感器——MFC001附录B 敏芯产品 B.1 敏芯微电子压力传感器——MSPA15A B.2 敏芯微电子硅麦克风声学传感器——MSMAS42Z附录C 微电子学常用词及缩略语
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