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基于石墨烯的 MEMS 压力传感器
基于石墨烯的 MEMS 压力传感器,属于微机电系统(MEMS)的压力检测器件,解决现有 MEMS 压力传感器尺寸较大,灵敏度有限的问题。本实用新型包括基底、绝缘层,所述基底表面氧化形成绝缘层,绝缘层内刻蚀出空腔,绝缘层上表面覆盖石墨烯薄膜,将所述空腔封闭,石墨烯薄膜为 1~5 层;所述石墨烯薄膜边缘沉积两个金属电极,两个金属电极上分别焊接有导线。本实用新型采用石墨烯薄膜构成 MEMS 压阻式压力传感器,制备方法简单,可靠性好,压力传感器体积更小,从微米尺度变为纳米尺度,灵敏度更高,在 1~5 层内增
华中科技大学 2021-04-14
三维光电子集成研究上的重要进展
近几年,硅基集成电路的速度遭遇瓶颈、停滞不前,解决的办法之一是引入光子学器件,部分取代电子学集成电路中的信号处理和互联器件,这就要求光子学器件具有像电子学集成那样的小尺度和三维集成能力,同时具有和电子学集成兼容的制备工艺。这些要求使得光电混合集成面临巨大的挑战,是一个世界性的难题。 光学所张家森教授团队与信息科学学院彭练矛教授团队合作,提出了基于表面等离激元和碳纳米管的三维光电混合集成系统,该系统与现有的COMS制备工艺兼容,可以实现光子学和电子学的三维集成和互联,为解决集成电路的速度瓶颈提供了一种方法。他们演示了几种集成回路,包括在片光操控回路、波长和偏振复用回路和具有COMS信号处理电路的集成模块。Fig. 1. Integration of plasmonic-enhanced detector with carbon nanotube (CNT) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) signal processing circuits. a, Schematic of the 3D integrated circuits, consisting of bottom-layer passive WFSAs and metal connection lines, in-between HfO2 dielectrics and Au cross-layer connection lines, and top-layer plasmonic receiver and CNT CMOS signal processing circuits. b, Output characteristics of the plasmonic-enhanced barrier-free-bipolar diode (BFBD) and the normal BFBD under the illumination at "λ" =1200 nm. c, Electric field pattern of the La=320-nm SA. d-e, Transfer (d) and output (e) characteristics of the CMOS. f, VTC curves of the CMOS (blue line) and the 3D integrated circuits (red line). Inset is the corresponding equivalent circuit diagram of the 3D integrated circuits. g-i, Statistical figures of merit of the deep-subwavelength modules, including photocurrent (g) and photovoltage (h) of the BFBD as well as on-state current of the CMOS (i). 这种三维集成系统的优点包括:1. 使用低温COMS兼容制备工艺,可以在单片集成回路中集成光子学模块、电子学信号处理系统和存储系统;2. 利用具有原子厚度的碳纳米管材料以及金属工艺,使得光子学集成和电子学集成在材料上兼容;3. 基于表面等离激元使得光子学器件尺度可以和电子学器件尺度相近,便于集成;4. 碳纳米管的工作波段可以覆盖整个通讯波段,这是硅材料无法做到的;5. 光电探测器工作于光伏模式,可以减小能耗。该工作是首次利用原子厚度材料实现三维光电混合集成,可以实现更小的尺寸、更快的速度和更多的功能,同时,有可能解决电子学集成回路在速度上的瓶颈。 上述实验结果近期发表于最新一期《自然 电子学》杂志。 相关文献:Yang Liu, Jiasen Zhang, and Lian-Mao Peng, Three-dimensional integration of plasmonics and electronics. Nature Electronics 1, 644-651 (2018).Yang Liu, Jiasen Zhang, Huaping Liu, Sheng Wang, and Lian-Mao Peng, Electrically-driven monolithic subwavelength plasmonic interconnect circuits. Science Advances 3, e1701456 (2017).
北京大学 2021-04-11
多机器人三维几何地图的融合方法
本发明公开了一种多机器人三维几何地图的融合方法,包括:把待融合的三维几何地图投影成二维的栅格地图;采用图像配准算法对栅格地图进行融合,得到栅格地图之间的旋转参数;对三维地图施行旋转变换,采用三维点集配准算法进行三维几何地图的融合。本发明多机器人三维几何地图的融合方法,通过考虑三维地图中的几何特征信息,结合二维地图融合和三维点集配准算法,完成多机器人三维几何地图的融合,明显了改进三维几何地图融合的准确性。本发明多机器人三维几何地图的融合方法主要用于在多机器人同时定位与地图重建应用中,对单个机器人所创建的局部地图进行融合以形成全局地图。
浙江大学 2021-04-11
基于大数据的肝脏三维图像动态演示装置
本实用新型公开一种基于大数据的肝脏三维图像动态演示装置,包括:获得特定肝脏的DICOM格式的肝脏CT图像的数据接收模块、生成特定肝脏三维图像的三维图像处理模块、分类存储特定肝脏三维图像的肝脏信息数据库、及动态演示模块。其中,三维图像处理模块包括:图像预处理子模块、肝脏提取子模块及图像绘制子模块。图像预处理子模块对每幅肝脏CT图像进行图像平滑及图像增强处理。肝脏提取子模块分割肝脏数据图像以检测肝脏轮廓边缘并提取肝脏轮廓线。图像绘制子模块将分割后的肝脏CT图像按照对应的实际空间位置在每相邻两幅肝脏CT图像之间构造出若干体数据单元,通过对每个体数据单元进行错切变换和二维图像变形获得特定肝脏三维图像。
青岛大学 2021-04-13
基于线结构光的水下目标三维重建方法
本发明公开了一种基于线结构光的水下目标三维重建技术。本方法有效降低了由于水中悬浮物、海水对光的吸收和散射、非均匀光场等对探测精度的影响,完成了大角度、远距离的水下目标三维信息提取,实现了水下远距离、高精度、实时的目标三维探测。水下目标三维探测技术可为海洋资源开发、水下工程建设和水下军事应用等领域等所需的水下探测技术提供重要的方法和参考。可以为人类提供合适的观察通道,将水下被探测目标的外型显示为人眼可判断的图像或视频信息,以此来完成对水中信息的收集或者为下一步的研究及应用提供有价值的基础数据信息。
青岛大学 2021-04-13
面扫描三维测量系统精度的实时调整方法
本发明公开了一种面扫描三维测量系统精度的实时调整方法。 首先通过判断相机内外部参数是否符合当前工作状态要求来确定面扫 描三维测量系统的精度是否符合要求,如果相机内外部参数符合当前 工作状态要求则继续测量,否则利用 Levenberg-Marquardt 算法对相机 内外部参数进行优化,使目标函数的平均值最小,此时认为相机内外 部参数是最优的;接着判断目标函数的平均值是否小于误差阈值,是 则用优化后的相机内外部参数继续测量,否则提示用户重新进行标定。 本方法能实时、在线地进行精度自检测和相机参数自动优化,在不重 复标定的情况下,能够使得相机的重投影误差平均值保持在 0.0028 像 素左右达 20 天以上。
华中科技大学 2021-04-13
基于 GPU 的物体三维面形测量方法
本发明公开了一种基于 GPU 的物体三维面形测量方法,属于物 体三维测量技术领域。该方法具体为:投影仪投射结构光栅到被测物 体表面,同时使用两个相机连续拍摄被测物体表面得到两组图像序列, 将两组图像序列保存到计算机内存中;GPU 并行地完成图像的畸变校 正、解相、对应点匹配和三维重构;GPU 将三维重构得到的物体三维 坐标点传送给计算机内存;重复执行上述步骤,直到测量结束,释放 GPU 的存储空间。本发明利用 GPU
华中科技大学 2021-04-14
基于激光扫描的大规模三维场景快速重建系统
Ø 激光扫描技术是一种崭新的三维空间数据采集方法。相对于二维影像,激光扫描所获的三维点云具有精度高、密度大、信息丰富等优势,已成为国内外地理信息产业、城市规划、环境监测等各种社会领域不可或缺的重要空间参考数据。本系统所提供的全自动/半自动化功能覆盖了从点云前期处理(如浏览、分区、编辑、坐标系转换)、到点云分类(地形、道路、植被、人造物体等)、特征(点、线、面、自定义)提取、直至最终三维场景创建的全部数据流程。本系统所涉及的部分关键技术,如金字塔式空间数据库、基于语义的特征识别、全自动化影像
北京理工大学 2021-04-14
利用三维统计信道信息的异构网络干扰协调方法
本发明公开了一种利用三维统计信道信息的异构网络下行干扰协调方法,异构网络中宏蜂窝基站覆盖范围内存在若干低功率无线接入节点共享频谱资源,宏蜂窝基站采用均匀平面天线阵,宏蜂窝基站利用已知的统计信道信息按照先依次对各低功率接入节点进行宏蜂窝干扰协调再依次对各低功率接入节点进行低功率接入节点干扰协调的步骤,或按照先依次对各低功率接入节点进行低功率接入节点干扰协调再依次对各低功率接入节点进行宏蜂窝干扰协调的步骤进行干扰协调;干扰协调完毕后,宏蜂窝基站仅对其服务用户集合中剩余的用户进行服务。本发明具有所需信道信
东南大学 2021-04-14
超重力法制备石墨烯技术
石墨烯作为化工新材料是目前的研究热点,其规模化制备是难点。超重力旋转床作为一种新型反应器,在化工过程强化等领域具有总要的应用,且无明显放大效应。以超重力旋转床作为石墨(氧化石墨)剥离和还原的反应器制备石墨烯,具有效率高、产品质量及应用性能好等特点。目前已达到中试水平。 本技术属于石墨烯制备技术领域,具体涉及到用超重力法以石墨为原料制 备高性能石墨烯的方法。石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,是构成石墨、碳纳 米管、富勒烯等碳材料的基本结构单元,具有优良的导电性、导热性、高强度、 高透明度和超大的比表面积及良好的生物相容性,在复合材料、电子器件、电 能储存装置、生物传感器、催化剂载体等领域具有良好的应用效果及前景,是 目前最热研究领域之一,也有大量的潜在需求。实现其高性能低成本规模化制 备是其应用的前提和保障,因此更是人们关注和研究的焦点。 现有的石墨烯制备方法很多,如:机械剥离、化学气相沉积、液相剥离法、 化学氧化-剥离-还原、碳纳米管切割以及完全有机合成等。在这些方法中,机 械剥离法虽然能得到高性能的石墨烯,但产量很小,主要用于科学研究;化学 气相沉积法虽然可合成量较大的产品,但设备复杂且成本较高,限制了其应用; 完全有机合成法得不到大面积的石墨烯片。低成本剥离法和化学氧化-剥离-还 原法通常以廉价的石墨为原料,在低温常压下进行制备,其成本较低且易放大规模,是石墨烯规模合成的重点研究方向。 目前用于剥离的装置主要有超声波清洗器、微波炉、球磨机、超临界装置 等。在这些装置中,超声波清洗器虽然使用的最多,但其剥离时间长、产率低、 对石墨烯片的晶体完整性和结构破坏大,影响其导电性和其他应用性能;微波炉剥离利用微 波炉加热集中、功率大的特点,加热使石墨或预氧化石墨迅速膨胀,达到剥离 的效果,该方法过程较为剧烈,产物损失不可控,而且所得到的石墨烯缺陷较多;球磨机制备出来的石墨烯片小;超临界装置制备成本高、需要反复多次剥离才能达到较好的效果, 不适于规模化连续生产)。所以如何找到一种可以大规模剥离且对石墨烯性能影响小的剥离方 法和装置是本领域需要解决的一个问题。 超重力技术是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质、传热过 程和微观混合过程进行强化的新技术,在地球上通过旋转产生模拟的超重力环 境而获得。它能够大幅度提高反应的转化率和选择性,显著地缩小反应器的体 积,简化工艺、流程,实现过程的高效节能,减少污染排放。在超重力旋转床 内气体呈连续相均匀分布,液体被分散成大量的液滴、液丝和液膜,具有极大 的比表面积。研究表明:在超重力环境下相间传质速率比传统塔器提高1~3 个数量级,微观混合和传质过程得到极大强化。超重力过程强化技术已被大量 用作需要对相间传递过程进行强化的多相过程,和需要对相内或拟均相内微观 混合强化的混合与反应过程,并达到了工业化水平或中试水平。目前还没有出 现过将超重力技术应用在石墨领域的例子。 本项目要解决的技术问题是提供一种超重力法制备石墨烯的方法;通过对 石墨进行预处理,使石墨的层间距增大,之后在超重力旋转床中剥离预处理石 墨,得到石墨烯;该制备方法简单易行,低成本、高产量,适合大规模生产, 具有广泛的应用前景,该方法制备的石墨烯具有很高的导电率和极少的缺陷。 本发明提供一种超重力法制备石墨烯的方法,包括以下步骤: 1)以石墨为原料,对石墨进行预处理,使石墨的层间距增大,得到预处 理石墨; 2)在超重力旋转床中剥离预处理石墨,得到石墨烯。
北京化工大学 2021-02-01
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