研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。

针对大位移压电陶瓷驱动器，研究了压电陶瓷双晶片的驱动效能。基于压电陶瓷材料的逆压电效应，应用压电陶瓷双晶片在机械自由、电学短路状态下，一片加正向电压缩短另一片加反向电压伸长共同作用产生弯曲变形，通过组合设计将压电陶瓷双晶片的弯曲变形位移叠加起来，实现了压电陶瓷驱动器的大位移输出。在相同电压的条件下，此压电陶瓷驱动器的输出位移量比叠层驱动器有较大的增加，达200μm，结构尺寸也大大减小。该驱动器不需要位移放大机构，可直接应用于有大位移要求的机构驱动。

针对生物、化学和环境领域对集成化分析仪器的需求,提出了具有多通道同步检测功能的电化学分析仪设计与制造方案,详细介绍了仪器的主要组成部分：函数发生器、恒电位仪、电流检测模块和USB接口的具体设计。本文并对所研制多通道仪器进行了电化学实验性能测试。结果表明,所设计和研制的多通道电化学分析仪完全能够满足电化学实验中多通道分析测试的需求。

对三种典型的铝硅双金属驱动膜片结构进行了有限元分析，结果表明，铝硅双金属驱动膜片的结构参数与驱动膜片的弯曲变形方向，中心最大挠度和有效形变体积具有紧密的联系，通过不同的结构设计可以控制驱动膜片结构的弯曲变形方向，另外，通过结构参数优化，可使驱动膜片的中心最大挠度和有效形变体积达到最大值，驱动膜片的性能得到显著提高。

应用基于原子力显微镜与铁电分析仪联用的方法，在无顶电极的情况下，直接测试了PZT微阵列格点的电滞回线。结果表明，应用铁电分析仪与原子力显微镜联用的测试技术能够表征铁电电容的电滞回线，并且可以定性地评价薄膜微电容的铁电特性。

用介电弹性体制作的致动器，具有变形量大、能驱动较大的负载、可塑性很好的特点。给出了一种使用介电弹性体制作基本致动器的方法，对电极、预应变等对该方法制作的致动器的影响进行了实验研究。结果表明，电极的柔软度必须与材料的性质匹配。太硬的电极会使应变变小，而太柔的电极会使薄膜易于击穿。预应变虽减弱了单位电压下的变形量，但却能提高致动器的最大应变量。

提出了一种简易的基于SU8和PMMA的电泳芯片的制作方法,研究了PMMA基底上SU8胶微管道的光刻和薄膜微电极的lift-off制作工艺,探讨了PMMA材料特性对薄膜微电极和SU8胶光刻的影响,通过热压方法完成芯片的键合封装,实现了一种快速、高质量的电泳芯片制作工艺,同时与电泳芯片的UV-LIGA工艺具有很好的兼容性。

通过分析超磁致伸缩材料磁畴在外加磁场作用下的运动规律，建立了超磁致伸缩执行器基于磁化机理的磁滞模型。该模型结合执行器的工作条件，充分考虑了材料的非线性和滞回特性。模型包括磁致伸缩和磁化两个子模型，磁致伸缩模型描述了材料应变λ跟磁化强度M之间的关系；磁化模型描述了有效磁场Heff、无磁滞磁化Man、可逆磁化Mrev、不可逆磁化Mirr、总磁化强度M之间的关系。通过对实验测试结果进行分析，验证了模型能准确描述输入电流I与输出应变λ之间的关系。

系统地研究了玻璃浆料在低温下气密封装MEMS器件的过程.采用该工艺(预烧结温度400℃,烧结温度500℃,外加压强3kPa)形成的封装结构具有较高的封接强度(剪切力>15kg)及良好的气密性(气密检测合格率达到85%),测得的漏率符合相关标准.

本文的目的在于优化甲醛气体传感器。微型甲醛气体传感器设计是以石英玻璃当作基材,白金（Pt）被当作微型加热器电阻来加热感测层,并以氧化镍（NiO）薄膜作为感测层。当环境内有甲醛气体存在时,NiO薄膜层上导电度会增加,因而导致感测层电阻值降低。此微传感器,膜厚为0.34μm,在300℃反应时间只需6秒,灵敏度可达13.5 kΩ/ppb,最低侦测限度可以量测到40 ppb。而本研究中针对不同的甲醛气体浓度,分别添加金当其催化剂、玻璃基材上共溅镀氧化镍与氧化铝、并比较有无指叉电极、改变基材温度…等,以提升其氧化镍薄膜感测性能。