随着微器件的尺寸日益缩小,有必要评估Caslmir力对微器件性能的影响.本文以微机电系统中常见的微加速度计为对象,建模分析了Caslmir力对其性能的影响.研究表明,Casimir力对微加速度计性能的影响随极板间距离的减小而迅速增大.Casimir力使得微加速度计的最大可检测加速度减小,并且随支撑梁刚度的减小,对灵敏度的影响逐渐增大.当检测电容极板间距离等于400 nm时,Casimir力引起微加速度计的最大可检加速度的降幅达5.89%.

研究了静电驱动的微机械薄膜的稳定性问题.当微机械构件之间的间距在亚微米尺度以下,构件会受到量子效应的影响,如Casimir效应.通过对薄膜在静电力及Casimir力共同作用下的行为进行分析,由数值计算得到了决定薄膜稳定性状态的无量纲参数K及K曲线的临界值KC,若K值大于KC,薄膜结构为不稳定,会引起塌陷失效,薄膜粘附在基底上,且不可恢复.KC值大小与微机械薄膜和基底表面的距离以及外加电压相关.由此提供了设计高长厚比(L/h)的静电驱动薄膜结构的方法,使其不产生失稳塌陷的失效.