射頻微機電係統的理論、設計、製備及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張海霞 等 著

圖書標籤:

• 射頻微機電係統
• MEMS
• 射頻電路
• 微電子
• 傳感器
• 微型器件
• 集成電路
• 無綫通信
• 理論與設計
• 應用

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030389961

商品編碼：29714999233

包裝：精裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：射頻微機電係統的理論、設計、製備及應用

定價：135.00元

作者：張海霞 等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787030389961

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：12k

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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射頻微機電係統技術是微機電係統的重要組成部分，本書主要從理論、設計、加工、封裝和應用等方麵介紹射頻微機電係統器件與係統，結閤作者及其團隊近年來在相關領域的研究成果，詳細分析和闡述傳輸綫、天綫、可調電感、可變電容、開關、濾波器、移相器等核心器件的基本原理、主要類型、設計方法、加工技術、性能測試和典型應用等，為讀者勾勒齣射頻微機電係統技術較為全麵的技術基礎、研究現狀和發展趨勢。
本書可作為微米納米技術領域高年級本科生、研究生和教師的參考用書，並可供相關的科技人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微機電係統（MEMS）在生物醫學領域的應用前沿》 內容概述 本書深入探討瞭微機電係統（MEMS）在瞬息萬變的生物醫學領域中日益增長的應用前景，旨在為相關領域的科研人員、工程師、學生以及對這一交叉學科感興趣的讀者提供一份詳實而前沿的參考。本書並非對MEMS技術本身進行理論基礎的係統性介紹，而是聚焦於MEMS技術如何被巧妙地集成、設計、製造並最終應用於解決生物醫學中的關鍵挑戰，從而推動診斷、治療、監測以及藥物遞送等方麵的創新。 全書圍繞“應用”這一核心展開，從生物傳感器的微型化與高靈敏度檢測，到微流控芯片在疾病診斷與藥物篩選中的革命性作用，再到微型機器人與植入式器件的精準介入與治療，以及生物相容性材料與先進製造工藝如何支撐MEMS在體內的安全應用。本書力求展現MEMS技術如何賦能下一代生物醫學設備，提升醫療效率，降低診療成本，並開啓個性化精準醫療的新篇章。 第一章：生物醫學MEMS傳感器的原理與創新 本章將重點介紹MEMS技術如何革新生物醫學傳感器的設計和性能。我們將首先迴顧當前生物醫學領域對高靈敏度、高選擇性、低功耗微型傳感器的迫切需求，並闡述MEMS技術如何通過微納加工工藝實現這些目標。 生物識彆界麵的設計與優化： 詳細討論如何將特異性的生物識彆分子（如抗體、核酸、酶）固定在MEMS傳感器錶麵，並優化界麵形貌以最大化生物識彆效率和信號響應。我們將深入探討錶麵改性技術、自組裝技術以及納米材料（如金納米顆粒、量子點）在增強識彆靈敏度方麵的作用。 新型傳感原理在生物醫學中的應用： 除瞭傳統的壓阻、電容、壓電等傳感原理，本章還將聚焦於更前沿的傳感機製，如錶麵等離子體共振（SPR）傳感器、微懸臂梁生物傳感器、納米孔單分子檢測技術、光聲傳感技術等，並結閤具體的生物醫學應用案例進行分析。例如，如何利用SPR傳感器實時監測癌細胞錶麵生物標記物的錶達，或如何利用納米孔技術實現單DNA分子測序。 集成化與多參數檢測： 探討如何利用MEMS技術實現多種生物標誌物的集成化、並行檢測，從而提高診斷效率和信息量。我們將分析多通道微流控芯片與集成傳感器陣列的設計策略，以及如何通過信號處理與數據融閤技術實現復雜生物樣本的全麵分析。 體內微型化傳感器： 關注可植入式MEMS傳感器在長期生理參數監測方麵的潛力，例如血糖、pH值、氧濃度、神經電信號等。本章將探討微型封裝技術、無綫能量傳輸與數據傳輸技術，以及如何確保傳感器在體內的長期穩定性和生物相容性。 第二章：微流控芯片在疾病診斷與藥物研發中的革新 微流控芯片，作為MEMS技術在生物醫學領域最成功的應用之一，極大地改變瞭傳統的實驗室流程。本章將深入剖析微流控芯片的設計理念、製造工藝及其在疾病診斷和藥物研發中的顛覆性應用。 微流控芯片的基本原理與設計： 介紹微流控芯片如何利用微小通道（尺度通常在微米到百微米級彆）控製和處理微量液體，從而實現高效的混閤、分離、反應和檢測。本章將討論流體動力學在微尺度下的獨特現象（如層流、錶麵張力主導等），以及如何利用這些現象設計復雜的微流控通道結構。 集成式微流控診斷平颱（Lab-on-a-Chip）： 重點介紹如何將樣本製備、反應、分離和檢測等多個功能單元集成到一塊芯片上，實現“樣本進，結果齣”的自動化診斷。我們將分析在芯片上實現PCR擴增、細胞分選、免疫分析、核酸檢測等關鍵步驟的技術挑戰與解決方案。 高通量篩選與藥物研發： 探討微流控芯片在藥物篩選、毒理學評估以及細胞模型構建中的優勢。例如，如何利用微流控芯片構建三維細胞培養模型（類器官），更真實地模擬體內環境，用於藥物療效與毒性評估。我們將分析微流控芯片如何實現納升級彆的高通量藥物篩選，顯著降低實驗成本和時間。 微液滴技術在生物醫學中的應用： 詳細介紹微液滴生成、操控與應用技術，包括其在單細胞分析、DNA文庫構建、微膠囊製備等方麵的創新應用。我們將分析微液滴如何提供微納尺度的反應室，實現高通量、高並行度的生物化學反應。 生物相容性與材料選擇： 討論在微流控芯片製造中，選擇閤適的生物相容性材料（如PDMS、玻璃、聚閤物）的重要性，以及如何進行錶麵處理以避免非特異性吸附和細胞毒性。 第三章：微型機器人與植入式器件的精準介入與治療 MEMS技術正推動著微型機器人和植入式器件的發展，為精準的疾病診斷和微創治療帶來瞭前所未有的機遇。本章將聚焦於這些技術的原理、設計、製備及其在生物醫學領域的實際應用。 微型驅動與導航技術： 探討實現微型機器人運動的多種驅動方式，包括磁驅動、聲學驅動、化學驅動、電場驅動等，並分析各自的優缺點及其在不同應用場景下的適用性。我們將深入研究微型機器人如何在體內進行自主或遙控導航，精確抵達病竈區域。 微型藥物遞送係統： 介紹如何設計和製造微型機器人或納米載體，實現靶嚮性的藥物遞送。本章將分析如何利用MEMS技術製造具有可控釋放功能的微膠囊、微針陣列以及智能響應型藥物載體，提高藥物的療效並降低副作用。 微創手術與介入治療： 探討微型內窺鏡、微型手術器械以及植入式治療模塊的設計與應用。例如，如何利用MEMS技術製造可導航的微型探針，用於早期癌癥的診斷和精準切除，或如何開發可植入的神經刺激器，用於治療帕金森病、慢性疼痛等。 微型成像與傳感一體化： 分析如何將微型成像單元（如微型攝像頭、超聲換能器）與MEMS傳感器和驅動器集成，實現體內的高分辨率成像和病竈探測。 生物相容性與體內安全性： 強調植入式MEMS器件的生物相容性、生物降解性以及長期在體內的安全性問題，包括材料選擇、錶麵修飾、封裝技術以及免疫反應的規避策略。 第四章：生物相容性材料與先進製造工藝在生物醫學MEMS中的挑戰與機遇 生物醫學MEMS的成功應用，在很大程度上依賴於先進的材料科學和精密製造技術。本章將深入探討支撐生物醫學MEMS器件的材料特性、製造工藝及其在實現高可靠性、高性能和安全可靠的生物醫學應用中的關鍵作用。 生物相容性材料的開發與應用： 重點介紹在生物醫學MEMS領域常用的材料，如聚閤物（PDMS, SU-8）、陶瓷、金屬、半導體材料以及生物可降解材料。我們將分析不同材料的特性（如機械強度、柔韌性、生物惰性、電學性能）如何影響器件的功能和體內錶現，並探討新型生物相容性材料（如水凝膠、生物陶瓷）的開發趨勢。 微納加工技術的創新與集成： 詳細介紹微電子製造領域成熟的技術（如光刻、刻蝕、沉積）如何被應用於生物醫學MEMS的製造，並重點關注適用於生物應用的新興加工技術，如3D打印（微3D打印、雙光子聚閤）、激光誘導前嚮轉移（LIFT）、噴墨打印、軟光刻等。我們將分析這些技術在實現復雜三維結構、柔性器件以及異質材料集成方麵的優勢。 錶麵處理與功能化： 探討如何通過錶麵處理技術（如等離子體處理、化學改性、塗層沉積）來改善材料的生物相容性、降低非特異性吸附、增強生物分子固定效率以及實現特定的生物功能。 可靠性與失效分析： 關注生物醫學MEMS器件在體外和體內的長期可靠性問題，包括材料老化、機械疲勞、電化學腐蝕、生物汙染等。本章將分析失效機理，並介紹評估和提高器件可靠性的方法。 規模化生産與成本控製： 討論如何實現生物醫學MEMS器件的規模化生産，以滿足日益增長的市場需求，同時兼顧成本效益。我們將探討在設計和製造過程中如何權衡性能、成本和可製造性。 結論 本書通過對生物醫學MEMS傳感器、微流控芯片、微型機器人與植入式器件以及相關材料與製造工藝的深入剖析，展現瞭MEMS技術如何以前所未有的方式賦能生物醫學領域。我們相信，隨著技術的不斷進步和跨學科閤作的深入，MEMS將在疾病的早期診斷、精準治療、個性化醫療以及健康監測等方麵發揮越來越重要的作用，為人類健康事業帶來深刻的變革。本書旨在拋磚引玉，激發更多創新思路，推動生物醫學MEMS技術的蓬勃發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當有質感，那種深邃的藍色調配上銀白色的字體，一下子就抓住瞭我的眼球。我剛翻開目錄，就被作者嚴謹的邏輯結構所震撼瞭。這本書顯然不是那種淺嘗輒止的科普讀物，它更像是一本深入研究的教科書。從最基礎的電磁場理論講起，逐步過渡到微納加工工藝，最後聚焦到實際的係統集成與性能測試，整個脈絡清晰得令人贊嘆。我尤其欣賞作者在理論推導部分所下的功夫，那些復雜的麥剋斯韋方程組和模態分析，作者都給齣瞭非常詳盡的步驟和直觀的物理圖像解釋，不像有些教材那樣隻是生硬地羅列公式。對於我這種需要將理論應用於實際設計的工程師來說，這種深度和廣度簡直是完美的結閤。它不僅僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣”，以及“如何利用這些原理去構建一個更優的係統”。

評分☆☆☆☆☆

從排版和資料的完備性來看，這本書也展現齣瞭極高的專業水準。插圖清晰，圖錶詳盡，特彆是那些復雜的器件截麵圖和電磁場分布示意圖，幾乎不需要額外的文字解釋就能讓你領會其精髓。更難能可貴的是，書後附帶的參考文獻列錶非常全麵，涵蓋瞭近二十年的重要研究成果，這為我後續進行更深入的文獻調研節省瞭大量時間。它不隻是一本書，更像是一個高度濃縮的知識庫和導航站。我感覺自己手裏拿的不是一本書，而是一份精心整理的行業白皮書，它為我指明瞭未來幾年內這個領域可能的發展方嚮和需要攻剋的關鍵技術瓶頸。這本書極大地拓寬瞭我對未來射頻技術集成可能性的想象空間。

評分☆☆☆☆☆

老實說，這本書的閱讀體驗是富有挑戰性的，但絕對是物有所值的“挑戰”。對於初學者來說，一些後半部分的專題章節可能需要反復研讀，畢竟射頻和微納加工本身就是高門檻的交叉領域。我必須承認，我花瞭整整一個下午纔徹底消化完關於“非綫性效應與寄生損耗”的那一節。但正是這種啃硬骨頭的過程，極大地提升瞭我的專業素養。作者的寫作風格非常剋製和精準，很少使用冗餘的詞匯，每一個句子都承載著豐富的信息量。它更像是一位頂尖專傢在給你進行一對一的學術指導，不拐彎抹角，直擊核心難點。如果你隻是想瞭解個大概，這本書可能會讓你感到吃力，但如果你想成為這個領域的專傢，這本書無疑是你工具箱裏最鋒利的工具。

評分☆☆☆☆☆

我記得我是在一個非常需要解決特定頻率諧振器穩定性的項目中接觸到這本書的。市麵上很多關於MEMS的書籍，要麼過於偏重機械設計，要麼就紮在電路方麵齣不來，真正能打通“射頻”與“微機電”這座橋梁的書籍鳳毛麟角。這本書的獨特之處就在於它對“耦閤”效應的闡述極其到位。它深入剖析瞭機械形變如何影響電磁諧振腔的品質因數和插入損耗，並且提供瞭一套係統的建模和仿真方法，我按照書中的步驟復現瞭幾個關鍵的仿真模型，結果與實驗數據高度吻閤。這本書的實操性遠超我的預期，它不是讓你停留在紙上談兵，而是手把手教你如何通過調整幾何參數或材料選擇來優化性能指標。讀完關於高Q值濾波器的章節後，我對如何設計一個具有齣色溫度穩定性的聲錶麵波器件有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

我最欣賞這本書在“製備工藝”部分所展現齣的行業前沿視角。光是提到半導體襯底的錶麵粗糙度對高頻性能的影響這一細節，就足以體現作者對實際生産環境的深刻理解。很多學術著作往往忽略瞭從理想模型到實際製造過程中的種種限製和妥協。這本書卻將“設計目標”與“可製造性”緊密地結閤起來討論，比如在討論介質損耗時，它會結閤ALD（原子層沉積）的厚度均勻性誤差來分析最終器件的性能衰減。這種現實主義的敘事方式，對於那些正準備將實驗室原型推嚮商業化的人來說，簡直是黃金標準。它讓我意識到，一個優秀的射頻MEMS設計，必須是機械、電學和工藝的“三位一體”的完美平衡。