射频微机电系统的理论、设计、制备及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张海霞 等 著

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• 集成电路
• 无线通信
• 理论与设计
• 应用

店铺： 广影图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030389961

商品编码：29714999233

包装：精装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：射频微机电系统的理论、设计、制备及应用

定价：135.00元

作者：张海霞 等

出版社：科学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787030389961

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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射频微机电系统技术是微机电系统的重要组成部分，本书主要从理论、设计、加工、封装和应用等方面介绍射频微机电系统器件与系统，结合作者及其团队近年来在相关领域的研究成果，详细分析和阐述传输线、天线、可调电感、可变电容、开关、滤波器、移相器等核心器件的基本原理、主要类型、设计方法、加工技术、性能测试和典型应用等，为读者勾勒出射频微机电系统技术较为全面的技术基础、研究现状和发展趋势。
本书可作为微米纳米技术领域高年级本科生、研究生和教师的参考用书，并可供相关的科技人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《微机电系统（MEMS）在生物医学领域的应用前沿》 内容概述 本书深入探讨了微机电系统（MEMS）在瞬息万变的生物医学领域中日益增长的应用前景，旨在为相关领域的科研人员、工程师、学生以及对这一交叉学科感兴趣的读者提供一份详实而前沿的参考。本书并非对MEMS技术本身进行理论基础的系统性介绍，而是聚焦于MEMS技术如何被巧妙地集成、设计、制造并最终应用于解决生物医学中的关键挑战，从而推动诊断、治疗、监测以及药物递送等方面的创新。 全书围绕“应用”这一核心展开，从生物传感器的微型化与高灵敏度检测，到微流控芯片在疾病诊断与药物筛选中的革命性作用，再到微型机器人与植入式器件的精准介入与治疗，以及生物相容性材料与先进制造工艺如何支撑MEMS在体内的安全应用。本书力求展现MEMS技术如何赋能下一代生物医学设备，提升医疗效率，降低诊疗成本，并开启个性化精准医疗的新篇章。 第一章：生物医学MEMS传感器的原理与创新 本章将重点介绍MEMS技术如何革新生物医学传感器的设计和性能。我们将首先回顾当前生物医学领域对高灵敏度、高选择性、低功耗微型传感器的迫切需求，并阐述MEMS技术如何通过微纳加工工艺实现这些目标。 生物识别界面的设计与优化： 详细讨论如何将特异性的生物识别分子（如抗体、核酸、酶）固定在MEMS传感器表面，并优化界面形貌以最大化生物识别效率和信号响应。我们将深入探讨表面改性技术、自组装技术以及纳米材料（如金纳米颗粒、量子点）在增强识别灵敏度方面的作用。 新型传感原理在生物医学中的应用： 除了传统的压阻、电容、压电等传感原理，本章还将聚焦于更前沿的传感机制，如表面等离子体共振（SPR）传感器、微悬臂梁生物传感器、纳米孔单分子检测技术、光声传感技术等，并结合具体的生物医学应用案例进行分析。例如，如何利用SPR传感器实时监测癌细胞表面生物标记物的表达，或如何利用纳米孔技术实现单DNA分子测序。 集成化与多参数检测： 探讨如何利用MEMS技术实现多种生物标志物的集成化、并行检测，从而提高诊断效率和信息量。我们将分析多通道微流控芯片与集成传感器阵列的设计策略，以及如何通过信号处理与数据融合技术实现复杂生物样本的全面分析。 体内微型化传感器： 关注可植入式MEMS传感器在长期生理参数监测方面的潜力，例如血糖、pH值、氧浓度、神经电信号等。本章将探讨微型封装技术、无线能量传输与数据传输技术，以及如何确保传感器在体内的长期稳定性和生物相容性。 第二章：微流控芯片在疾病诊断与药物研发中的革新 微流控芯片，作为MEMS技术在生物医学领域最成功的应用之一，极大地改变了传统的实验室流程。本章将深入剖析微流控芯片的设计理念、制造工艺及其在疾病诊断和药物研发中的颠覆性应用。 微流控芯片的基本原理与设计： 介绍微流控芯片如何利用微小通道（尺度通常在微米到百微米级别）控制和处理微量液体，从而实现高效的混合、分离、反应和检测。本章将讨论流体动力学在微尺度下的独特现象（如层流、表面张力主导等），以及如何利用这些现象设计复杂的微流控通道结构。 集成式微流控诊断平台（Lab-on-a-Chip）： 重点介绍如何将样本制备、反应、分离和检测等多个功能单元集成到一块芯片上，实现“样本进，结果出”的自动化诊断。我们将分析在芯片上实现PCR扩增、细胞分选、免疫分析、核酸检测等关键步骤的技术挑战与解决方案。 高通量筛选与药物研发： 探讨微流控芯片在药物筛选、毒理学评估以及细胞模型构建中的优势。例如，如何利用微流控芯片构建三维细胞培养模型（类器官），更真实地模拟体内环境，用于药物疗效与毒性评估。我们将分析微流控芯片如何实现纳升级别的高通量药物筛选，显著降低实验成本和时间。 微液滴技术在生物医学中的应用： 详细介绍微液滴生成、操控与应用技术，包括其在单细胞分析、DNA文库构建、微胶囊制备等方面的创新应用。我们将分析微液滴如何提供微纳尺度的反应室，实现高通量、高并行度的生物化学反应。 生物相容性与材料选择： 讨论在微流控芯片制造中，选择合适的生物相容性材料（如PDMS、玻璃、聚合物）的重要性，以及如何进行表面处理以避免非特异性吸附和细胞毒性。 第三章：微型机器人与植入式器件的精准介入与治疗 MEMS技术正推动着微型机器人和植入式器件的发展，为精准的疾病诊断和微创治疗带来了前所未有的机遇。本章将聚焦于这些技术的原理、设计、制备及其在生物医学领域的实际应用。 微型驱动与导航技术： 探讨实现微型机器人运动的多种驱动方式，包括磁驱动、声学驱动、化学驱动、电场驱动等，并分析各自的优缺点及其在不同应用场景下的适用性。我们将深入研究微型机器人如何在体内进行自主或遥控导航，精确抵达病灶区域。 微型药物递送系统： 介绍如何设计和制造微型机器人或纳米载体，实现靶向性的药物递送。本章将分析如何利用MEMS技术制造具有可控释放功能的微胶囊、微针阵列以及智能响应型药物载体，提高药物的疗效并降低副作用。 微创手术与介入治疗： 探讨微型内窥镜、微型手术器械以及植入式治疗模块的设计与应用。例如，如何利用MEMS技术制造可导航的微型探针，用于早期癌症的诊断和精准切除，或如何开发可植入的神经刺激器，用于治疗帕金森病、慢性疼痛等。 微型成像与传感一体化： 分析如何将微型成像单元（如微型摄像头、超声换能器）与MEMS传感器和驱动器集成，实现体内的高分辨率成像和病灶探测。 生物相容性与体内安全性： 强调植入式MEMS器件的生物相容性、生物降解性以及长期在体内的安全性问题，包括材料选择、表面修饰、封装技术以及免疫反应的规避策略。 第四章：生物相容性材料与先进制造工艺在生物医学MEMS中的挑战与机遇 生物医学MEMS的成功应用，在很大程度上依赖于先进的材料科学和精密制造技术。本章将深入探讨支撑生物医学MEMS器件的材料特性、制造工艺及其在实现高可靠性、高性能和安全可靠的生物医学应用中的关键作用。 生物相容性材料的开发与应用： 重点介绍在生物医学MEMS领域常用的材料，如聚合物（PDMS, SU-8）、陶瓷、金属、半导体材料以及生物可降解材料。我们将分析不同材料的特性（如机械强度、柔韧性、生物惰性、电学性能）如何影响器件的功能和体内表现，并探讨新型生物相容性材料（如水凝胶、生物陶瓷）的开发趋势。 微纳加工技术的创新与集成： 详细介绍微电子制造领域成熟的技术（如光刻、刻蚀、沉积）如何被应用于生物医学MEMS的制造，并重点关注适用于生物应用的新兴加工技术，如3D打印（微3D打印、双光子聚合）、激光诱导前向转移（LIFT）、喷墨打印、软光刻等。我们将分析这些技术在实现复杂三维结构、柔性器件以及异质材料集成方面的优势。 表面处理与功能化： 探讨如何通过表面处理技术（如等离子体处理、化学改性、涂层沉积）来改善材料的生物相容性、降低非特异性吸附、增强生物分子固定效率以及实现特定的生物功能。 可靠性与失效分析： 关注生物医学MEMS器件在体外和体内的长期可靠性问题，包括材料老化、机械疲劳、电化学腐蚀、生物污染等。本章将分析失效机理，并介绍评估和提高器件可靠性的方法。 规模化生产与成本控制： 讨论如何实现生物医学MEMS器件的规模化生产，以满足日益增长的市场需求，同时兼顾成本效益。我们将探讨在设计和制造过程中如何权衡性能、成本和可制造性。 结论 本书通过对生物医学MEMS传感器、微流控芯片、微型机器人与植入式器件以及相关材料与制造工艺的深入剖析，展现了MEMS技术如何以前所未有的方式赋能生物医学领域。我们相信，随着技术的不断进步和跨学科合作的深入，MEMS将在疾病的早期诊断、精准治疗、个性化医疗以及健康监测等方面发挥越来越重要的作用，为人类健康事业带来深刻的变革。本书旨在抛砖引玉，激发更多创新思路，推动生物医学MEMS技术的蓬勃发展。

评分☆☆☆☆☆

从排版和资料的完备性来看，这本书也展现出了极高的专业水准。插图清晰，图表详尽，特别是那些复杂的器件截面图和电磁场分布示意图，几乎不需要额外的文字解释就能让你领会其精髓。更难能可贵的是，书后附带的参考文献列表非常全面，涵盖了近二十年的重要研究成果，这为我后续进行更深入的文献调研节省了大量时间。它不只是一本书，更像是一个高度浓缩的知识库和导航站。我感觉自己手里拿的不是一本书，而是一份精心整理的行业白皮书，它为我指明了未来几年内这个领域可能的发展方向和需要攻克的关键技术瓶颈。这本书极大地拓宽了我对未来射频技术集成可能性的想象空间。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的阅读体验是富有挑战性的，但绝对是物有所值的“挑战”。对于初学者来说，一些后半部分的专题章节可能需要反复研读，毕竟射频和微纳加工本身就是高门槛的交叉领域。我必须承认，我花了整整一个下午才彻底消化完关于“非线性效应与寄生损耗”的那一节。但正是这种啃硬骨头的过程，极大地提升了我的专业素养。作者的写作风格非常克制和精准，很少使用冗余的词汇，每一个句子都承载着丰富的信息量。它更像是一位顶尖专家在给你进行一对一的学术指导，不拐弯抹角，直击核心难点。如果你只是想了解个大概，这本书可能会让你感到吃力，但如果你想成为这个领域的专家，这本书无疑是你工具箱里最锋利的工具。

评分☆☆☆☆☆

我记得我是在一个非常需要解决特定频率谐振器稳定性的项目中接触到这本书的。市面上很多关于MEMS的书籍，要么过于偏重机械设计，要么就扎在电路方面出不来，真正能打通“射频”与“微机电”这座桥梁的书籍凤毛麟角。这本书的独特之处就在于它对“耦合”效应的阐述极其到位。它深入剖析了机械形变如何影响电磁谐振腔的品质因数和插入损耗，并且提供了一套系统的建模和仿真方法，我按照书中的步骤复现了几个关键的仿真模型，结果与实验数据高度吻合。这本书的实操性远超我的预期，它不是让你停留在纸上谈兵，而是手把手教你如何通过调整几何参数或材料选择来优化性能指标。读完关于高Q值滤波器的章节后，我对如何设计一个具有出色温度稳定性的声表面波器件有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书在“制备工艺”部分所展现出的行业前沿视角。光是提到半导体衬底的表面粗糙度对高频性能的影响这一细节，就足以体现作者对实际生产环境的深刻理解。很多学术著作往往忽略了从理想模型到实际制造过程中的种种限制和妥协。这本书却将“设计目标”与“可制造性”紧密地结合起来讨论，比如在讨论介质损耗时，它会结合ALD（原子层沉积）的厚度均匀性误差来分析最终器件的性能衰减。这种现实主义的叙事方式，对于那些正准备将实验室原型推向商业化的人来说，简直是黄金标准。它让我意识到，一个优秀的射频MEMS设计，必须是机械、电学和工艺的“三位一体”的完美平衡。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有质感，那种深邃的蓝色调配上银白色的字体，一下子就抓住了我的眼球。我刚翻开目录，就被作者严谨的逻辑结构所震撼了。这本书显然不是那种浅尝辄止的科普读物，它更像是一本深入研究的教科书。从最基础的电磁场理论讲起，逐步过渡到微纳加工工艺，最后聚焦到实际的系统集成与性能测试，整个脉络清晰得令人赞叹。我尤其欣赏作者在理论推导部分所下的功夫，那些复杂的麦克斯韦方程组和模态分析，作者都给出了非常详尽的步骤和直观的物理图像解释，不像有些教材那样只是生硬地罗列公式。对于我这种需要将理论应用于实际设计的工程师来说，这种深度和广度简直是完美的结合。它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么是这样”，以及“如何利用这些原理去构建一个更优的系统”。