第一章
1、微纳米材料的三个特性是什么?
答：微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。
2、微纳测试的研究内容是什么，并解释其内涵
答：圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。
MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题；
管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题；
器件级测试有两个方面的目的：其一是检测封装的质量，进行微器件的综合性能测试；另一方面则是考核微器件的可靠性，给出可靠性指标。
3、微纳测试方法有哪两大类
答：接触式测试与非接触式测试。
4、微纳测试仪器有哪几类
答：光学、电子学、探针等。
5、微纳测试的特点
答：被测量的尺度小，一般在微纳米量级；以非接触测量为主要手段。
第二章
1、试述光学法在微纳测量技术中的意义（同自动调焦法优点）
答：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。
2、可见光的波长范围
答：400~760nm
3、凸透镜成像的5种形式
答：形式1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。
形式2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。
形式3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。
形式4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。
形式5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。
4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理
答：几何光学成像原理：在均匀介质中，光线直线传播；光的反射定律；光的折射定律；光程可逆性原理。
波动光学成像原理：光的干涉；光的衍射；光的偏振。
5、显微镜与望远镜的异同点
答：显微镜与望远镜的相同点：（1）都是先成实像，后成虚像（2）他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。
显微镜与望远镜的不同点：（1）显微镜的物镜相当于投影机成倒立放大实像；（2）望远镜的物镜相当于照相机成倒立缩小的实像（3）显微镜的放大倍数：物镜放大倍数乘以目镜放大倍数，而望远镜则不是。（4）显微镜物镜焦距小，目镜焦距大，望远镜物镜焦距大，目镜焦距小。简称—显物小，望物大
6、光学显微镜的分辨率是由目镜决定还是由物镜决定的，为什么
答：样品上的最小分辨距离，即分辨率，实际上是由物镜来决定的。
原因：物镜中的限制圆孔直接影响着形成衍射斑的大小，而圆孔的直径直接与物镜的直径相关：物镜的数值孔径（NA）决定着物镜中部衍射圆孔的大小。由最
小分辨率的公式可知，物镜的数值孔径越大，能够分辨的最小距离越短。
7、光学显微镜的放大倍数是由什么决定的
答：放大倍数为物镜和目镜的放大倍数之积。
8、什么是数值孔径，如何提高显微镜的分辨率
答：数值孔径N·A=n sina/2
数值孔径越大，分辨率越高，因此增加数值孔径、减小波长、将物镜浸液可以提高显微镜的分辨率。
9.利用波动光学可以形成哪些测试仪器
答：干涉仪、衍射仪、测量显微镜（劳埃德镜、迈克尔逊干涉仪、马赫-泽德干涉仪、泰曼-格林干涉仪、法布里-珀罗干涉仪等）
10、自动调焦法的优缺点
答：优点：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。
缺点：被测物体表面的反射光能力不同，用自动调焦法测量时，对被测物体表面的光反射度有要求，通常应大于2%
11、自动调焦法测量微位移的原理，与金刚石探针接触测量法相比，自动调焦法有哪些特点
答：原理：自动调焦法源于CD技术。由红外光二极管发出的激光束，经准直镜准直后成为一束平行光，该平行光又经能实现焦距跟踪功能的扫描物镜被聚焦在被测物的表面上。被测物表面所反射的发散光以和入射光相反的方向返回，其中一部分经分光镜分光后入射到聚焦检测器上，形成一个光点。该光点位臵根据被测表面结构可能有3中不同情形：光点在检测器平面上、光点在检测器平面之前、光点在检测器平面之后。由上述两种离焦信号产生一个控制电平信号，用于驱动一个动圈式马达，使扫描物镜跟随运动，直至使扫描物镜能到达聚焦位臵为止。物镜便能始终跟随被测物表面结构的轮廓，由此产生的垂直方向的位移经一个电感式位移传感器转变成测试信号被记录下来。
特点：与金刚石探针接触测量相比，自动调焦法的光点直径要小得多，因而能获取表面的十分细微的结构特征。由于自动测焦法是非接触测量，又是主动调节，因而较金刚石探针测量法，它响应更快，对外部振动较少敏感。
12、什么是三角法，它的用途什么，三角法测量分为哪两种
答：1）光学三角法是用一束激光经光学系统调节后照射到被测物体表面，形成
一小光斑，经被测物体表面反射后的光线通过成像物镜汇聚成像在光电探测器的光接收面上。被测点的位移信息由该光点在探测器的光接收面上所形成的像点位臵决定。当被测物体移动时，光斑相对于物镜的位臵发生改变，相应的其像点在光探测器接收面上的位臵也将发生改变，根据其像点位臵的变化和测量系统的结构参数可求出被测点的位移信息。由于入射光线和反射光线构成一个三角形，所以该方法被称为光学三角法。
2）测量被测表面的形貌
3）斜光学三角法和直光学三角法两种
13、三角法测量中有哪几种检测方案
答：一般有三种，位臵敏感探测器（PSD）、CCD线阵探测器、差动式光电二极管。
14、影响三角法测量精度的因素有哪些
答：（1）表面粗糙度的影响（2）被测表面微结构的影响（3）散斑的影响
第三章
1、分辨力、分辨率、放大倍数的基本概念
答：分辨力：显示装臵能有效辨别的最小的示差值
分辨率：显示分辨率（屏幕分辨率）是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素有多少。
放大倍数：像与物体的尺寸的比值
2、人眼、光学显微镜、透射电镜、电子扫描显微镜、探针显微镜的分辨力
答：人眼晴分辩率：0.1mm以上；光学显微镜极限分辩本领是光波的半波长：可见光最短0.4um(半波长：0.2um）；透射电镜:点分辨(0.3-0.5nm),晶格分辨(0.1-0.2nm)；电子扫描显微镜:(6-10nm)；探针显微镜:原子级(0.1nm)；
3、如何提高望远镜与显微镜的分辨率
答：对望远镜，λ不变，尽量增大透镜孔径D，以提高分辨率。
对显微镜，主要通过减小波长来提高分辨率。
4、显微镜的光学参数：放大倍数，工作距离，景深，视场
答：放大倍数：指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所能看到像的大小对原物体大小的比值。是物镜的横向放大率m与目镜的角放大率α的乘积。显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜，各厂家均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数，两者相乘即可。
工作距离：就是从物镜的前表面中心到被观察标本之间的距离。
景深：当显微镜调焦于某一物平面时，如果位于其前或后的物平面仍能被观察者看清楚，则该二平面之间的距离叫做景深。
视场：从显微镜中能看到的圆形范围叫视场(又叫视野)。
5、光学显微镜有哪几部分组成
答：光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。
6、激光扫描显微镜有哪两种工作模式
答：一种是自聚焦扫描方式，一种是共焦扫描方式。
7、简述共聚焦扫描显微镜的基本原理，并说明如何产生一副完整的图像
答：利用放臵在光源后的照明针孔和放臵在检测器前的探测针孔实现点照明和点探测，来自光源的光通过照明针孔发射出的光聚焦在样品焦平面的某个点上，该点所发射的荧光成像在探测针孔上，该点以外的任何发射光均被探测针孔阻挡。
照明针孔与探测针孔对被照射点或被探测点来说是共轭的，因此被探测点即共焦点，被探测点所在的平面即共焦平面。计算机以像点的方式将被探测点显示在计算机屏幕上，为了产生一副完整的图像，由光路中的扫描系统在样品焦平面上扫描，从而产生一副完整的共焦图像。
8、共聚焦显微镜的有点
答：（1）采用了共聚焦原理，几乎完全排除了杂散光的影响，可获高清晰度、高分辨率的图像。
（2）高放大倍数、高分辨力
（3）制样简单，与普通偏光显微镜相同，无需扫描电镜所要求的专门制样技术。特别是可观察弱荧光和荧光碎灭很快的样品
（4）具有一定深度的穿透力，可进行分层扫描，获得不同穿透深度的图像及三位重组立体图像。
（5）三位定量测定。
9、电子束与固体表面作用会产生哪些信号，这些信号有什么用途
答：可产生二次电子、背散射电子、俄歇电子、荧光、非弹性散射电子、透射电子、绕散射电子、X射线等信号。
用途:将这些信号用探测器收集起来，并转换为电流信号，再送到显像管就可转变为图像。由于从样品表面散射或发射的电子与样品表面的固有特性有直接关系，所以能得到样品表面结构的信息。
10、电子显微镜有哪两种
答：透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）
11、透射电子显微镜与光学显微镜有哪些异同点
答：相同点：透射电子显微镜是利用电子的波动性来观察固体材料内部的各种缺陷和直接观察原子结构的仪器。尽管复杂得多，它在原理上基本模拟了光学显微镜的光路设计，简单化地可将其看成放大倍率高得多的成像仪器。
不同点：一般光学显微镜放大倍数在数十倍到数百倍，特殊可到数千倍。而透射电镜的放大倍数在数千倍至一百万倍之间，有些甚至可达数百万倍或千万倍；透射电子显微镜是以波长很短的电子束做照明源，而普通光学显微镜采用全视场均匀照明。
12、根据加速电压的大小，透射电子显微镜可以分为哪几种，其加速电压为多少答：（1）一般TEM。最常用的是100KV电镜。
（2）高压TEM。目前常用的是200KV电镜。
（3）超高压TEM。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压TEM。13、透射电子显微镜有哪几部分组成
答：透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。14、透射电子显微镜的样品分为哪两种，对样品有什么要求
答：间接样品和直接样品；
要求：（1）供TEM分析的样品必须对电子束是透明的，通常样品观察区域的厚度以控制在约100~200nm为宜。
（2）所制得的样品还必须具有代表性以真实反映所分析材料的某些特征。因此，样品制备时不可影响这些特征，如已产生影响则必须知道影响的方式和程度。15、扫描电子显微镜的工作原理
答：是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与样品表面结构有关，次级电子由探测器收集，信号经放大用来调制荧光屏
上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。
16、光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的放大倍数有什么区别答：一般光学显微镜放大倍数在数十倍到数百倍，特殊可到数千倍。而透射电镜的放大倍数在数千倍至一百万倍之间，有些甚至可达数百万倍或千万倍。扫描电镜图像放大倍数定义为显示器上图像宽度与电子束在试样上相应方向扫描宽度之比。从几十放大到几十万倍，连续可调。
17、什么是仪器设备的有效放大倍数，谈谈你对有效放大倍数的看法
答：是指恰好能够分辨样品上两个质点（姑且叫质点）的放大倍数。进一步放大，也不会再有细节，为虚放大。
18、扫描电子显微镜有哪几部分组成
答：主要包括有电子光学系统、扫描系统、信号检测放大系统、图象显示和记录系统、电源和真空系统等。
19、扫描电子显微镜的特点
答：放大倍率高；分辨率高；景深大；保真度好；样品制备简单；扫描电镜对样品厚度没有限制，可直接观察样品表面的三维立体结构；光学显微镜和透射电镜在放大倍数增加时，焦距和景深随之减小，而扫描电镜的放大倍数增加时，焦距不变，景深也基本不减小，所以观察和照相都很方便；扫描电镜的放大倍率很广，可以认为扫描电镜填补了光学显微镜和透射电镜之间的空隙；避免了因透镜缺陷带来的对图像分辨率的影响，而且容易把图像记录在存储介质上做进一步处理；扫描电镜可以与各种分析技术相结合，构成分析电子显微镜。
20、扫描探针显微镜的基本原理
答：当探针与样品表面间距小到纳米级时，按照近代量子力学的观点，由于探针尖端的原子和样品表面的原子具有特殊的作用力，并且该作用力随着距离的变化非常显著。当探针在样品表面来回扫描的过程中，顺着样品表面的形状而上下移动。独特的反馈系统始终保持探针的力和高度恒定，一束激光从悬臂梁上反射到感知器，这样就能实时给出高度的偏移值。样品表面就能记录下来，最终构建出三维的表面图
21、扫描探针显微镜的主要特点
答：（1）分辨率高
（2）可实时得到实时间中表面的三维图像，可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构研究。
（3）可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是体相或整个表面的平均性质。（4）可在真空、大气、常温等不同环境下工作，甚至可将样品浸在水和其它溶液中，不需要特别的制样技术，并且探测过程对样品无损伤。
（5）配合扫描隧道谱，可以得到有关表面结构的信息，例如表面不同层次的态密度、表面电子阱、电荷密度波、表面势垒的变化和能隙结构等。
（6）在技术本身，SPM具有的设备相对简单、体积小、价格便宜、对安装环境要求较低、对样品无特殊要求、制样容易、检测快捷、操作简便等特点，同时SPM的日常维护和运行费用也十分低廉。
22、常用的扫描探针显微镜有哪些
答:扫描隧道显微镜、原子力显微镜、扫描近场光学显微境、弹道电子发射显微镜、扫描力显微镜
23、扫描隧道显微镜的主要原理
答：是电子的隧道贯穿，电子云占据在样品和探针尖之间。导体的电子是“弥散”
的，故有一定的几率位于表面边界之外，电子云的密度随距离的增加而指数式地衰减。这样，被通过电子云的电子流就会在表面和探针间的距离变化极为灵敏。探针在表面上扫描时，有一套反馈装臵去感受到这一电子流（叫做隧穿电流），并据此使探针尖保持在表面原子的恒定高度上。探针尖即以这种方式描过表面的轮廓。读出的针尖运动情况经计算机处理后，或在银幕上显示出来，或由绘图机表示出来。使针尖以一系列平行线段的方式扫描，使可获得高分辨率的三维表面图像。
24、原子力显微镜的主要原理
答：在原子力显微镜（AFM）的系统中，使用微小悬臂来感测针尖与样品之间的交互作用，这作用力会使悬臂摆动，利用激光将光照射在悬臂的末端，当摆动形成时，会使反射光的位臵改变而造成偏移量，此时激光检测器会记录此偏移量，也会把此时的信号给反馈系统，以利于系统做适当的调整，最后再将样品的表面特性以影像的方式给呈现出来。
25、扫描隧道显微镜有哪两种测量模式，并解释
答：1）等高测量模式：探针以不变高度在试件表面扫描，隧道电流随试件表面起伏而变化，从而得到试件表面形貌信息。
（2）恒电流测量模式：探针在试件表面扫描，使用反馈电路驱动探针，使探针与试件表面之间距离（隧道间隙）不变。此时探针移动直接描绘了试件表面形貌。
26、原子力显微镜有哪三种测量模式，并解释
答：1）接触式：探针针尖与试件表面距离＜0.5nm，利用原子间的排斥力。由于分辨率高，目前采用较多。其工作原理是：保持探针与被测表面间的原子排斥力一定，探针扫描时的垂直位移即反映被测表面形貌。
2）非接触式：探针针尖与试件表面距离为0.5～1nm，利用原子间的吸引力。27、扫描隧道显微镜的主要缺陷
答：1）在扫描隧道显微镜(STM)的恒电流工作模式下，有时它对样品表面微粒之间的某些沟槽不能够准确探测，与此相关的分辨率较差。
2）扫描隧道显微镜(STM)所观察的样品必须具有一定程度的导电性，对于半导体，观测的效果就差于导体；对于绝缘体则根本无法直接观察。如果在样品表面覆盖导电层，则由于导电层的粒度和均匀性等问题又限制了图象对真实表面的分辨率。
28、探针显微镜的分辨率是如何确定的
答：通过探针扫描的视野与观察到的视野的比例的倒数来确定
29、探针显微镜中探针运动过程微悬臂梁形变的检测有哪几种，并简单解释答：隧道电流法、电容检测法、光学检测法（反射法和干涉法）
简单解释同19题原子力显微镜的主要原理。
第四章
1、MEMS系统的特征参数主要包括哪些
答：MEMS几何结构的尺寸及描述表面微观特性的参数，如微结构的长、宽、厚度，表面粗糙度、微结构的台阶高度等。
机械特征参数：微梁结构的应力、应变、强度，运动的位移与速度，振动的频率与振幅，以及MEMS结构材料的固有机械特性等参数
2、对MEMS 器件几何结构参数测量方法有哪些
答:（1）将计算机视觉技术与光学显微技术相结合的微视觉测量方法
（2）扫描电子显微镜测量方法
（3）测量台阶结构高度的台阶仪测量方法
3、MEMS 器件几何量的测量有什么特点
答：（1）测量力引起的误差较大
（2）定位误差对测量量结果的影响较大
（3）被测件轮廓影像易受异物的影响
（4）光学衍射效应的影响较大
（5）温度引起的误差较小
4、简述显微双目立体成像的基本原理，并说明其与有何优点
答：立体视觉系统是建立在光学体视显微镜上的应用系统，通过体视显微镜及双目摄像头可过的显微物体的立体图像。在计算机视觉系统中，常通过两幅或多幅从不同角度同时获取的目标数字图像，重构出目标的三维形状。
优点：立体感强，成像清晰和宽阔，长工作距离，适用范围广泛，操作方便，直观，检定效率高，焦深大，视场直径大
5、台阶测量有哪两种方式，并分别说明之
答：接触式：金刚石触针沿被测表面作接触扫描运动，由测量摆杆、十字片簧弹性支承及平衡块组成的测量机构带动电感式位移传感器的磁芯作相应运动，从而将被测表面的台阶高度转化为与之成正比的电压信号，经信号调理电路放大、解调、滤波后，送计算机进行数据分析和处理，得到被测表面的轮廓或台阶高度差。 非接触式：主要方法有隧道电子显微镜测量方法，扫描隧道显微镜测量方法，原子力显微镜测量法。
6、表面粗糙度的表征方法有哪两种
答：图形法和参数法
7、表面微观形貌的表征方法有哪两种
答：二维轮廓和三维形貌
8、表面粗糙度的参数表征中常用的基准线是什么，表面微观形貌的常用基准面是什么
答：基准线：中线制，轮廓的最小二乘中线
基准面：最小二乘表面
9、说明表面粗糙度和表面微观形貌在表征方法和表征参数等方面的区别与联系 答：在表面粗糙度的表征中，测量数据是以评定基准线为中心的位臵函数z ＝f （x ），这样获得的数据，经常被称为表面二维轮廓数据；
在三维表面形貌的表征中，测量数据是以评定平面（理想平面）为中心的位臵函数z ＝f （x ，y ），通常称为表面三维形貌数据；
10、表面粗糙度的主要表征参数包括哪些，并解释其定义与数学表达方式 答：轮廓算术平均偏差Ra ：
定义：在采样长度l 内轮廓偏离中线距离的绝对值的算数平均值。 公式：dx l x y l R a ?=0
)(1 微观不平度十点高度Rz ：
定义：在采样长度l 内五个最大的轮廓峰高y pi 的平均值与五个最大的轮廓谷深
y vi 的平均值之和。 公式：)(5151
5
1∑∑==+=i vi i pi z y y R 轮廓最大高度Ry ：
定义：在采样长度l 内五个最大轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。 公式：max max v p y y y R -=
11、表面微观形貌的主要表征参数包括哪些
答：幅度参数：表面形貌的均方根偏差Sq 、表面十点高度Sz 、表面高度分布的峭度
空间参数：最速衰减自相关长度Sal 、表面峰顶密度Sds 、表面的结构形状比率Str 、表面的纹理方向
综合参数：均方根斜率、算术平均顶点曲率、展开界面面积比率
功能参数：表面支撑指数、中心液体滞留指数、谷区液体滞留指数
12、表面粗糙度与表面微观形貌的测试方法有哪些
答：机械探针测量法，光学探针测量法，干涉显微测量法，扫描电子显微镜测量法，扫描探针显微镜测量法
13、MEMS 材料机械特性有哪些
答：杨氏模量，断裂强度，屈服应力，疲劳特性
14、MEMS 材料机械特性的测试与宏观材料特性的测试有什么区别，主要难点在哪些方面
答：MEMS 测试中需要几个力学特性：弹性模量、残余应力、断裂强度、疲劳强度
难点：①如何制作合适的微尺寸测试试样②用何种方法直接测量试样，使得到的结果能够代表MEMS 系统中实际使用的微机械器件及其工作时的应力状态。 难点：MEMS 试样的特征长度一般在lmm 以下，这给实验带来一系列困难。如：如何制作、夹持、对中(保持试样与拉力之间的同轴性)微小试样、如何提高载荷和位移测量的分辨率、如何模拟MEMS 器件的实际结构和应力状态、如何完善理论模型等。
15、MEMS 材料特性的测试有哪几种方法
答：拉伸测试法，弯曲梁法，纳米压入法，鼓膜法，共振频率法
16、拉伸测试法分为哪几种
答：传统拉伸法，转化拉伸法，集成拉伸测试
17、为什么说直接拉伸法是测量弹性模量最直接的方法
答：（1）测试数据准确可靠，可以测试多种微机械材料的力学性能参数
（2）拉伸测试确定弹性模量的方法符合ASTM 标准E111中关于弹性模量的定义，实验结果容易解释，通用性强
（3）拉伸测试提供的目标参数与试样厚度成线性关系，试样厚度测量不准确所引起的误差比弯曲测试小得多
18、MEMS 结构中的应力主要来源于哪里
答：热应力，内应力，外应力
19、MEMS 结构中的应力和应变有哪些测试方法
答：谐振频率法、加载变形法、临界挠曲法、结构位移法、旋转指针法、硅片弯
曲法、X射线（XRD）法、拉曼光谱法
20、应力、应变测试方法中，哪些测试方法既可以测试应力也可以测试弹性模量答：谐振频率法、加载变形法
21、简述X射线衍射法测试残余应力的主要原理
答：由于当MEMS结构材料中有应力存在时，其晶面间距必然随晶面与应力相对取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角也会相应改变。因此有可能通过测量衍射角随晶面取向不同而发生的变化来求得应力。
22、简述拉曼光谱仪测试残余应力的主要原理
答：应变的微观基础是原子之间的距离发生改变，所以从理论上说，拉曼散射光应该能够反映出应变的信息。实际上也正是这样，很多材料和结构的拉曼谱线的位臵会随应变状态的变化产生相应的移动。
23、为什么说X射线衍射法与拉曼光谱仪测试残余应力的方法是最直接的方法答：这两种方法都是频谱分析，都是测量原子之间的作用在测试应力，从微观来测试残余应力。
24、MEMS结构应力、应变的检测方法有哪些特点
答：（1）采用无损的微加工技术
（2）采用非接触式测量技术
（3）采用显微观测技术
（4）采用微弱信号提取和处理技术
（5）用于测量应力、应变的结构样品要易于制造，而且能够同时和MEMS器件设计在一起进行测量。
第五章
1、简述激光多普勒效应
答：激光多普勒干涉技术用于振动测量的原理是：光源发射一束频率为f0的光照射到物体表面，根据多普勒原理，运动物体接收到光信号后把它反射出来，在q2的方向光接收器接收到频率为f光波信号，其频率随运动物体速度增加而增加。即速度为v的运动物体产生的多普勒频移为df。
2、简述频闪成像的基本原理
答：通过简单地缩短照明时间也可抓取物体运动的瞬间，这种缩短光源照明时间来“冻结”高速运动的瞬间状态，实现对MEMS等物体高速运动过程中每-个瞬时准静态运动位臵的精确捕捉的方法称为频闪成像。
3、什么是光学切片
答：光学切片（optical section）：先进的光学显微镜可以做到只对物镜焦面上的样品进行成像，也就是说，显微镜看到的，只是样品中薄薄一层物质结构，这样的薄层被称为光学切片。光学切片越薄，显微镜的分辨能力就越高。
4、微系统测试分析仪（polytec）有哪三种三种测试方法，分别阐述其工作原理
答:纵向振动测量的激光多普勒技术;横向振动测量的闪频成像法技术和轮廓测量的白光干涉技术.
激光多普勒干涉技术用于振动测量的原理：光源发射一束频率为f0的光照射到物体表面，根据多普勒原理，运动物体接收到光信号后把它反射出来，在q2的方向光接收器接收到频率为f光波信号，其频率随运动物体速度增加而增加。即
横向振动测量原理：通过简单地缩短照明时间也可抓取物体运动的瞬间，这种缩短光源照明时间来“冻结”高速运动的瞬间状态，实现对MEMS等物体高速运动过程中每-个瞬时准静态运动位臵的精确捕捉的方法称为频闪成像。
5、在本实验室中，能够测试面内运动和离面运动的设备是什么
答：
6、为什么用经常使用白光干涉仪？
答：因为在光程差范围内，通过白光干涉仪的机械扫描可得到视场范围内每个像点干涉函数的数字表示，每个干涉图的傅立叶变换可得到一个用来确定局部表面高度相位值的序列。这种方法完全在空间频域内分析，不用计算条纹对比度。
7、什么是拉曼光谱学
答：拉曼光谱学是基于光与物质相互作用的特性，是一种基于非弹性光散射(即入射激光的能量/频率发生改变)的无损伤探测方法。
8、简述拉曼散射效应
答：单色的入射光投射到物质中产生的散射，散射光中除了含有入射光相同频率的光之外，还包含有与入射光不同频率的光，这种散射光与入射光不同频率的现象为拉曼散射效应
9、拉曼光谱仪的组成
答：光源、外光路、色散系统、接收系统、信息处理与显示
10、拉曼谱线包含哪些信息
答：样品成分、应力、应变、晶体结构和晶向、晶体质量的好坏
11、为什么可以用拉曼光谱仪进行应力测试
答：由于拉曼散射包含的是物质振动能级的信息，因而能反映物质元素组成、晶格质量、分子结构等，很多材料和结构的拉曼谱线的位臵会随应变状态产生相应位移，因此可以进行应力测试。
12、简述用拉曼光谱仪进行动态应力的测试过程
答：激光器发出的连续激光经物镜照射于样品，样品对光除产生反射、吸收和透射之外，还将产生拉曼散射；散射光系统将散射光送入单色仪或光谱仪，然后经过计算机软件处理输出拉曼光谱，得到相应信息
第六章
1、在圆片级测试过程中，主要测试哪些参数，用什么方法
答：晶面、晶向；电阻率、方块电阻；表面形貌、膜厚等；I－V特性、C－V特性等。X射线衍射定向法、光图定向法、四探针法、半导体特性分析仪4256C、4284A
2、晶面晶向测试主要有哪两种测试方法，各有什么特点
答：X射线衍射定向法：该方法可用于所有半导体单晶的定向。是一种非破坏性的高度定向方法，但使用设备应严格遵守起安全操作规程。光图定向法：该方法目的主要用于单一元素半导体单晶的定向。光图定向法需腐蚀试样，因此要破坏抛光片表面。该方法的精度低于X射线衍射法，但设备要求不那么复杂。
3、电阻率测试主要用到什么仪器，如何测试
答：最常用的方法为四探针法，其中探针间的距离相等，一个从恒定电流源来的小电流I，流经靠外侧的两个探针，而对于内侧的两个探针间，测量其电压值V。就一个薄的半导体样品而言，若其厚度为t，且t远小于样品直径d，其电阻率为
4、对于薄膜和压敏电阻的方块电阻，用什么方法测试
答：用四探针法测试。只要薄层大且探针的间距小，方块电阻（Rs）就可由下式
得到：
5、I-V特性测试主要用到哪个设备，什么型号
答：半导体参数分析仪，Agilent4156C
6、有哪些方法可以测试薄膜厚度
答：1）椭偏仪测薄膜厚度
2）反射仪测薄膜厚度
3）X射线测薄膜厚度
4）光声技术测薄膜厚度
7、在封装测试过程中，主要测试哪些参数
答：键合质量测试、气密性测试、可靠性测试、电性能测试
8、对于圆片键合，有哪两种方法可以测试键合效果，如何测试
答：无损检测、破坏性测试
9、什么是可靠性
答：可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
10、在MEMS器件中，性能失效主要表现在哪些方面，结构失效有哪些
答：性能失效：
1）温度漂移过大；
2）温度冲击实验过程中，在热应力的作用下，输出失效；
3）传感器发生吸合情况；
4）振动频响低；
5）参数逐渐退化。
结构失效：
1）弹性膜片的Al-Au键合点断开；
2）金丝根部(在键合点附近)损伤断裂；
3）金丝内引线中部断开；
4）外出线焊接点脱开；
5）弹性梁、膜片破裂。
11、MEMS器件的失效原因有哪些
答：虽然传感器失效模式是以力学为基础，但是失效原因包括热、电和力学因素。1）力：温度循环过程中结构的形变；金属触头处的弹性形变；金属引线的机械疲劳；敏感结构的疲劳应力；模型粘合剂的力。
2）热：活跃区的温度梯度；不同层(金属和敏感层)之间的卷曲(脱层)。
3）电：由于热应力和机械应力影响敏感电阻的热漂移。
12、常见的可靠性试验有哪些，最有效的可靠性试验是什么
答：1）温度循环、随机振动、恒定高温、电应力、温度冲击、定频正弦、低温、扫频正弦、综合环境、机械冲击、潮湿、加速度、高度（低气压）
2）温度实验和振动实验是可靠性实验中最有效的实验方法。
13、MEMS 封装与微电子封装的异同点
答：微电子封装通常分三个层次，即单芯片封装和多芯片组件的一级封装，将一级封装和其他元器件一同组装到单层或多层PWB（印制电路板）或其他基板上的二次封装（插板封装），以及将二级封装插装到多层母板上的三级封装。MEMS 封装则通常分为芯片级封装、器件级封装和系统级封装这样三个层次。
第一章 1、微纳米材料的三个特性是什么? 答：微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。 2、微纳测试的研究内容是什么，并解释其内涵 答：圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。 MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题； 管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题； 器件级测试有两个方面的目的：其一是检测封装的质量，进行微器件的综合性能测试；另一方面则是考核微器件的可靠性，给出可靠性指标。 3、微纳测试方法有哪两大类 答：接触式测试与非接触式测试。 4、微纳测试仪器有哪几类 答：光学、电子学、探针等。 5、微纳测试的特点 答：被测量的尺度小，一般在微纳米量级；以非接触测量为主要手段。 第二章 1、试述光学法在微纳测量技术中的意义（同自动调焦法优点） 答：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。 2、可见光的波长范围 答：400~760nm 3、凸透镜成像的5种形式 答：形式1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。 形式2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 形式3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 形式4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 形式5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。 4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理 答：几何光学成像原理：在均匀介质中，光线直线传播；光的反射定律；光的折射定律；光程可逆性原理。 波动光学成像原理：光的干涉；光的衍射；光的偏振。 5、显微镜与望远镜的异同点 答：显微镜与望远镜的相同点：（1）都是先成实像，后成虚像（2）他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。
基于视觉计算的扫描电子显微镜下微纳尺度三维形面测量方法 研究 随着微、纳领域科学技术的不断发展,微、纳米材料在芯片制造、电子封装、生物医药等高新技术领域得到越来越广泛应用。由于微、纳米材料与结构具有尺寸效应,在力-电-磁-热等多场耦合负载作用下,极易产生变形、裂纹进而导致结构与器件失效。因此,在微纳尺度下实施精确地三维形面测量对了解上述变形机理、失效机制分析、指导微纳系统设计与加工等具有重要意义。近年来,微纳尺度精密测试技术不断进步,涌现出多种微纳尺度三维形面测量方法。 其中,基于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)测量方法(3D SEM),具有高效、非接触式、测量范围大和对样品表面粗糙度的良好脱敏性等一系列优点而受到国内外众多学者的共同关注。然而,由于SEM是以可视化为目的进行设计与制造,要将其应用于三维形貌测量,在成像模型及标定、图像畸变校正、特征匹配与三维测量算法等方面仍存在着诸多问题。为此,本论文针对3D SEM在实施与应用中所面临的问题,主要开展SEM成像模型通用化建模、SEM图像畸变校正、基于视差-深度映射的局部高效三维测量方法和自适应SfM-SEM框架下整体精细三维测量方法等四个方面的研究,以形成一套完备的SEM下三维形面测量理论与技术体系。具体研究工作如下:针对SEM成像模型分歧大、无法根据SEM的放大倍率对成像模型进行准确划分等问题,在不依赖任何假设的条件下, 从SEM成像过程本质出发,建立连续通用成像模型以表征SEM系统成像特性。 根据SEM成像过程的连续性约束,利用径向基函数来表达像素点与空间直线的对应关系,进而参数化连续通用成像模型;澄清放大倍率与成像规律的关系,揭示SEM成像系统真实成像本质,实现SEM在不同倍率下的成像模型通用化与可视化表达。可视化建模结果验证部分学者对SEM成像特性和放大倍率的关系假设。通过精度实验证明相比于传统成像模型,连续通用成像模型可更精准地刻画SEM 成像过程,为探索SEM成像规律提供新思路,具有重要的理论和应用价值。针对SEM图像畸变原因复杂、无明显规律且无法利用光学参数化模型校正等问题,提出一种顾及倍率变化的SEM图像畸变校正方法。 对于SEM的时间漂移畸变与空间畸变,从产生根源入手,独立建模,分而治之,分别建立漂移畸变-采集时间畸变模型与空间畸变-像素位置畸变模型;结合不同
一、 1.套准精度的定义,套准容差的定义。大约关键尺寸的多少是套准容差？ 套准精度是测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。套准容差描述要形成图形层和前层的最大相对位移,一般，套准容差大约是关键尺寸的三分之一。 2.信息微系统的特点是什么？ 低成本，能耗低，体积小，重量轻，高可靠性和批量生产，可集成并实现复杂功能。 3.微加工技术是由什么技术发展而来的，又不完全同于这种技术。独特的微加工技术包括哪些？ （1）微电子加工技术；（2）表面微制造、体硅微制造和LIGA工艺。4.微电子的发展规律为摩尔定律，其主要内容是什么? 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍 5.单晶、多晶和非晶的特点各是什么？ 单晶：几乎所有的原子都占据着安排良好的规则的位置，即晶格位置；非晶：原子不具有长程有序，其中的化学键，键长和方向在一定的范围内变化； 多晶：是彼此间随机取向的小单晶的聚集体，在工艺过程中，小单晶的晶胞大小和取向会时常发生变化，有时在电路工作期间也发生变化 6.半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质；当受外界光和热作用时，半导体的导电能力明显变化；在纯半导体中掺杂可以使半导体的
导电能力发生数量级的变化。 7.标准RCA清洗工艺有几个步骤，各步主要用来去除哪些物质? SPM清洗:有机物 APM清洗:颗粒和少量有机物 DHF清洗:氧化膜 HPM清洗:金属离子 8.磁控溅射镀膜工艺中，加磁场的主要目的是什么？ 将电子约束在靶材料表面附近，延长其在等离子体中运动的轨迹，提高与气体分子碰撞和电离的几率 9.谐衍射光学元件的优点是什么？ 高衍射效率、优良的色散功能、减小微细加工的难度、独特的光学功能10.描述曝光波长与图像分辨率的关系，提高图像分辨率，有哪些方法？ （1） NA = 2 r0/D, 数值孔径；K1是工艺因子：0.6～0.8 （2）减小波长和K1，增加数值孔径 氧气在强电场作用下电离产生的活性氧，使光刻胶氧化而成为可挥发的CO2、H2O 及其他气体而被带走；目的是去除光刻后残留的聚合物11.什么是等离子体去胶，去胶机的目的是什么？ 通过控制F/C的比例，形成聚合物，在侧壁上生成抗腐蚀膜 12.硅槽干法刻蚀过程中侧壁是如何被保护而不被横向刻蚀的？
基于多角度光散射的微纳颗粒检测方法研究PM2.5颗粒受到社会的广泛关注是由于它对人体健康的严重危害,而PM2.5 的科学有效治理离不开及时精确的高分辨率监测。PM2.5质量浓度的快速准确检测是一个具有现实意义而又面临重大挑战的课题。光散射方法测量颗粒物这一技术从诞生以来就受到了产业界和学界的广泛关注,受颗粒粒径、折射率、成分等多重因素的复合影响,利用光散射方法测量颗粒物质量浓度的精度一直无法保证,相关的研究一度陷入停滞。总的来说,光散射技术测量颗粒物质量浓度的研究存在三个方面的不足:在测量方案的设计方面,颗粒物信息的获取不够全面,单个角度的散射光无法有效辨识颗粒物各项参数的变化;在测量理论方面,没有完整的 理论分析来针对不同的精度需求提供简洁适用的信号处理方案;在应对气象参数影响方面,没有通过颗粒散射光自身来校正测量结果的方案,导致仪器的复杂和 低效。 针对以上三个问题,本文设计并研制一款新型的多角度光散射颗粒物浓度检测仪,在更全面地获取颗粒信息的基础上提出多种信号处理方案,同时通过颗粒 散射光的变化来校正气象参数对颗粒物浓度检测结果的影响。全文的研究内容及创新总结如下:(1)深入剖析光散射方法的理论基础,从Mie散射理论出发,构建 不同采光角和立体角时颗粒粒径与散射光的关系,创造性地选取40°、55°、140°三个角度用于设计多角度光散射颗粒物质量浓度传感器。这三个角度的光探测器分别用于收集颗粒物的折射率实部、折射率虚部以及颗粒形状信息。利用计算机辅助设计技术、3D打印技术、微弱信号检测技术制造了一台新型的多角度光散 射颗粒物质量浓度传感器样机,随后在此基础上搭建了一套颗粒物质量浓度检 测系统。 (2)研究了颗粒物折射率、粒径与散射光通量之间的关系,提出三种基于多角度光散射颗粒传感器的信号处理及数据融合方案。基于真有效值检测的方案减少了大颗粒对传感器检测精度的影响,具有结构简单、性能优良、价格低廉等特点;通过结合夫琅禾费衍射和瑞利散射,提出一种简化的颗粒物传感器测量模型并对模型参数进行优化,该测量模型能够极大提高单角度光散射式颗粒物传感器的检测性能;根据三个角度采集颗粒信息的差异,提出一种基于多角度光散射颗粒物 浓度传感器的数据融合模型,通过融合不同角度光探测器的信息而得到优于单个
第37卷第1期 光电工程V ol.37, No.1 2010年1月Opto-Electronic Engineering Jan, 2010 文章编号：1003-501X(2010)01-0019-06 微/纳结构三维形貌高精度测试系统 谢勇君1,2,3，史铁林2,3，刘世元2 ( 1. 暨南大学电气自动化研究所，广东珠海 519070； 2. 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉 430074； 3. 武汉光电国家实验室(筹) 光电材料与微纳制造研究部，武汉 430074 ) 摘要：为实现微/纳结构三维形貌的高精度测量，提出利用显微干涉技术和偏振技术相结合的方法来研制微/纳结构三维形貌亚纳米级精度测试系统。首先，利用五步相移干涉技术采集5幅带有π/2相移增量的干涉条纹图。然后，通过Hariharan五步相移算法得到包裹相位图。最后，利用分割线相位去包裹算法和相位高度关系转换得到微/纳结构三维形貌。在测试过程中通过偏振片产生强度可调的线偏振光，再由1/2波片改变偏振光在分光镜中的分光比，补偿参考镜与试件的反射性能差异，可得到亮度适中且对比度高的干涉条纹图，从而有利于实现微/纳结构三维形貌的高精度测量。系统的轮廓算术平均偏差R a的重复测量精度可达0.06 nm，最大示值误差不到±1%，示值变动性不到0.5%。通过对标准多刻线样板、硅微麦克风膜和硅微陀螺仪折叠梁的三维形貌测量验证了系统的有效性和实用性。 关键词：微/纳结构；显微干涉；偏振技术；三维形貌 中图分类号：TH741.8 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2010.01.04 Measurement System for 3D Profile of Micro/Nano Structures with High Resolution XIE Yong-jun1,2,3，SHI Tie-lin2,3，LIU Shi-yuan2 ( 1. Institute of Electric Automatization, Jinan University, Zhuhai 519070, Guangdong Province, China; 2. State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 3. Division of Optoelectronic Materials & Micro-Nano Manufacture, Wuhan National Laboratory for Opto-electronics, Wuhan 430074, China ) Abstract: In order to test 3D profile of micro/nano structures with high resolution, a measurement system was developed based on microscopic interferometry and polarization technique. First, five interferograms with π/2-phase increase were acquired by five-step phase-shift interferometry. Then wrapped phase maps were calculated with Hariharan five-step-phase-shift algorithm. Finally, 3D profile of micro/nano structure could be gotten with branch-cut unwrapping algorithm and the phase-height formula. A polarizer provided a polarization beam and adjusted its illumination power. The polarized beam was parceled into two perpendicular directions by a polarization-beam splitter, and the intensities proportion of the two beams could be adjusted by rotating a 1/2-waveplate making it possible to compensate the differences of the reflectances between the sample and the reference mirror. This arrangement allowed that the interferograms had the advantages of high contrast and optimum intensity, and this was useful to increase system 收稿日期：2009-07-13；收到修改稿日期：2009-09-03 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50535030); 国家自然科学基金(50775090); 新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0639); 国家博士后科学基金(20070410930); 广东省自然科学基金博士研究启动项目(9451063201002281); 广东高校优秀青年创新人才 培育项目(LYM08019)；广西制造系统与先进制造技术重点实验室开放课题基金; 暨南大学青年基金项目(51208027). 作者简介：谢勇君(1977-)，女(汉族)，广西全州人。讲师，博士，主要研究工作是精密测控技术。E-mail:xyj919@https://www.doczj.com/doc/0516865442.html,。
一、简答题: 1. 套准精度的定义，套准容差的定义. 大约关键尺寸的多少是套准容差. 套准精度是测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。 套准容差描述要形成图形层和前层的最大相对位移. 一般,套准容差大约是关键尺寸的三分之一。 2。亚波长结构的光学特性. 亚波长结构的光学特性: ——光波通过亚波长结构时，光的衍射消失,仅产生零级反射和透射，等效为薄膜，可用于抗反射元件和双折射元件; ——采用空间连续变化的亚波长结构可获得偏振面的衍射，形成新型偏振器件； ——表面等离子波亚波长光学利用表面等离子体波共振（ SPR）原理：波导，小孔增强,局域增强等 4. 微电子的发展的摩尔定律是什么？何谓后摩尔定律？ 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍, 而加工特征尺寸缩小 倍, 这就是摩尔定律 5。单晶、多晶和非晶的特点各是什么？ 单晶：几乎所有的原子都占据着安排良好的规则的位置，即晶格位置；——有源器件的衬底
非晶: 如SiO2, 原子不具有长程有序，其中的化学键，键长和方向在一定的范围内变化; 多晶：是彼此间随机取向的小单晶的聚集体，在工艺过程中，小单晶的晶胞大小和取向会时常发生变化，有时在电路工作期间也发生变化. 6。半导体是导电能力介于___导体_____和___绝缘体_____之间的物质；当受外界光和热作用时，半导体的导电能力___明显变化______; _______往纯净的半导体中掺入某些杂质_______可以使半导体的导电能力发生数量级的变化。 7。在光滑的金属和空气界面，为什么不能激发表面等离子体波?对于光滑的金属表面，因为表面等离子体波的波矢大于光波的波矢,所以不能激发表面等离子体波. 8。磁控溅射镀膜工艺中，加磁场的主要目的是什么？ 将电子约束在靶材料表面附近，延长其在等离子体中运动的轨迹，提高与气体分子碰撞和电离的几率 9。谐衍射光学元件的优点是什么？ 高衍射效率、优良的色散功能、减小微细加工的难度、独特的光学功能 10。描述曝光波长与图像分辨率的关系,提高图像分辨率，有哪
1、试分析原子间力有哪些种类？哪些对于原子力显微镜有-贡献？ 原子间力包括：离子键、共价键、排斥力、金属黏附力、范德华力其中：离子键是库仑力形成粒子之间吸引构成离子晶体结构； 共价键是两个原子的电子云相互重叠形成吸引力，并且在几个埃内有较强的方向性和衰减性； 排斥力来自库仑排斥力和泡利不相容原理形成的排斥力； 金属黏附力来自自由共价电子形成的较强的金属键。 范德华力，其作用力较强，存在于各种原子和分子之间，有效距离为几个埃到几百个埃； 原子力显微镜中扫描探针和样品之间存在多种相互作用力，例如范德华力、库仑力、磁力、静电力。 2、调研新型的探针技术？ 四探针法是材料学及半导体行业电学表征较常用的方法，其原理简单，能消除接触电阻影响，具有较高的测试精度。由厚块原理和薄层原理推导出计算公式，并经厚度、辿缘效应和测试温度的修正即可得到精确测量值。据测试结构不同，四探针法可分为直线形、方形、范德堡和改进四探针法，其中直线四探针法最为常用,方形四探针多用于微区电阻测量。 四探针法是材料学及半导体行业电学表征的常用方法。随着微电子器件尺度持续减小，新型纳米材料研究不断深入,须将探针间距控制到亚微米及其以下范畴才能获得更高的空间分辨率和表面灵敏度。近年来研究人员借助显微技术开发出两类微观四点探针测试系统，即整体式微观四点探针和独立四点扫描隧道显微镜探针系统,随着现代微加工技术的发展，当前探针间距已缩小到儿十纳米范围。本文综述了微观四点探针技术近年来的研究进展,主要包括测试理论、系统结构与探针制备。其中,特别详述了涉及探针制备的方法、技术及所面临问题，并展望了微观四点探针研究的发展方向，并给出了一?些具体建议。 参考文献：李建昌，王永，简晓慧,巴德纯.半导体表面电学特性微观四点探针测试技术研究进展[J].真空.2011(01) 3、原子力显微镜的快速扫描技术？ 与其他表面分析技术相比，原子力显微镜具有一些独特的优点。它可以实时获得具有原子力分辨级的样品表面三维图像，并旦可在真空、大气、液体等多种条件下工作，并不需要特殊的样品制备技术。然而就原子力显微镜仪器本身来说, 由于它在轻敲模式下扫描速度较慢，限制了AFM对动态过程的观测能力，这制约了原子力显微镜在生物等其他领域的发展。 原理：在进行样品成像时，轻敲模式下AFM的扫描速度常常只有每秒几十微米。在这一?速度下，对一个像素为512X512的图像成像需要几分钟。在不破坏样品表面的情况下提高AFM在轻敲模式下的成像速度，在研究生物表面动态变化等实际应用中非常重要。在轻敲模式下，多种因素制约着AFM的成像速度。AFM 一-方面要动态地调节探针样品间的距离，另一方面要使探针在谐振频率下维持高频机械振动。影响AFM成像速度的因素主要有：1、探针机械振动瞬时响应较慢；2、探针高频振动的不稳定性；3、反馈系统成像带宽；4、误差信号饱和现象；5、探针振幅至电压信号转换；6、AFM扫描参数的影响。在使用轻敲模式下原子力显微镜对样品进行表面分析时，AFM本身参数会随系统而变化，这些参数的设置会影响AFM成像速度，如Scan Rate, Setpoint, Integra 1 gain, Proportion gain等都对扫描速度有很大影响。Scan Rate值直接决
第一章 1、微纳米材料的三个特性是什么 答：微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。 2、微纳测试的研究内容是什么，并解释其内涵 答：圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。 MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题； 管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题； 器件级测试有两个方面的目的：其一是检测封装的质量，进行微器件的综合性能测试；另一方面则是考核微器件的可靠性，给出可靠性指标。 3、微纳测试方法有哪两大类 答：接触式测试与非接触式测试。 4、微纳测试仪器有哪几类 答：光学、电子学、探针等。 5、微纳测试的特点 答：被测量的尺度小，一般在微纳米量级；以非接触测量为主要手段。 第二章 1、试述光学法在微纳测量技术中的意义（同自动调焦法优点） 答：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量 2、可见光的波长范围 答：400~760nm 3、凸透镜成像的5种形式 答：形式1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。 形式2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 形式3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 形式4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 形式5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。 4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理 答：几何光学成像原理：在均匀介质中，光线直线传播；光的反射定律；光的折射定律；光程可逆性原理。 波动光学成像原理：光的干涉；光的衍射；光的偏振。 5、显微镜与望远镜的异同点 答：显微镜与望远镜的相同点（1）都是先成实像，后成虚像（2）他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。 显微镜与望远镜的不同点：（1）显微镜的物镜相当于投影机成倒立放大实像；（2）望远镜的物镜相当于照相机成倒立缩小的实像（3）显微镜的放大倍数：物镜放大倍数乘以
1什么是微纳米技术？ 微纳米技术是指通过在微纳米尺度范围内对物质的控制来创造并使用新的材料、装置和系统。 2微纳米测量技术的特点？ 微纳米测量技术是指针对微纳米和维系统技术领域的测量技术 特点：1被测量的尺度小，一般在微纳米量级2以非接触测量为主要手段 3微纳米测量主要方法 测试方法：（光学测试：）自动调焦法、光学三角法、条纹投影法、莫尔条纹法、光学干涉测量法等 （显微测试：）光学显微测量法、激光扫描显微测量法、扫描电子显微镜测量法、原子力显微测量法等 4自动调焦法测量表面微结构尺寸时的优点（光学法在微纳米测量技术中的意义）： 由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面； 测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构； 用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量 5与金刚石探针接触测量相比，自动调焦法有哪些特点？ 与金刚石探针接触测量相比，自动调焦法的光点直径要小得多，因而能获取表面的十分细微的结构特征。 6什么是三角法？ 三角法是利用通过一段已知长度的基本距离来测量到达一个被测物点的角度，并由此确定到它的距离的原理，通过光学方法进行几何尺度测量的方法。 主要用途是测量被测物表面到测量基准点的距离，并通过几何关系求的一维及表面三维形貌。 7影响三角法测量精度的因素 1表面粗糙度的影响2被测表面微结构的影响3散斑的影响 8电子束与固体表面作用时会产生那些信号？这些信号各有什么用途？ 入射电子损失的能量可能会激发样品发射携带样品成分信息的信号，如二次电子、俄歇电子、X射线等。 二次电子与背反射电子用扫描电子显微术(SEM)分析；绕散射电子和透射电子用透射电子显微术(TEM)分析；俄歇电子、荧光、特征X射线和非弹性散射电子分别用俄歇电子谱(AES)、阴极发光谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS)等技术分析 9原子力显微镜有哪三种工作模式？ 接触模式（排斥力）、非接触模式（吸引力）、间断接触模式（轻敲） 10 MEMS结构中应力与应变的测量方法：1谐振频率法2加载变形法3临界挠曲法4结构位移法5旋转指针法6硅片弯 曲法7 X射线衍射（XRD）法8拉曼光谱法 11 MEMS材料机械特性的测试与宏观材料特性的测试有什么区别？主要难点体现在哪些方面？ MEMS中的微机械器件通常都使用硅和其他一些薄膜材料，但随着其发展，使我们需要更好的了解材料的机械特性。材料断裂长度和缺陷尺寸有很大关联，随着研究深入，对材料的特性数据要求更高了。 主要问题：1如何制作合适的微尺寸样件2用何种方法直接测量样件，是的结果能代表MEMS系统中是实际使用的微机械器件及其工作应力状态 12 表面的微观形貌主要表征参数包括哪些？ 幅度参数：表面形貌的均方根偏差Sq；表面十点高度Sz；表面高度分布的偏斜度Ssk；表面高度分布的峭度Sku 空间参数：最速衰减自相关长度Sal；表面峰顶密度Sds；表面的结构形状比率Str；表面的纹理方向Std 综合参数：均方根斜率；算术平均顶点曲率Ssc；展开界面面积比率Sdr 功能参数：表面支撑指数Sbi；中心液体滞留指数Sci；谷区液体滞留指数Svi
《机械产品技术创新》考核试题 本试卷共四道大题，总分100分。 适用班级：12级机制1班，2班 要求，各大题属于论述题，严禁抄袭。 一、请列举出几种能够满足将回转运动转化为直线运动的机构，并说出在实际产品中的应 用。（15分）（不少于300字） 答机构：螺旋机构将旋转运动转换成直线运动。曲柄滑块机构。齿轮齿条、凸轮机构。摆环机构。蜗轮蜗杆机构、曲柄连杆机构。 变速机构改变机床部件运动的机构。例如车床传动系统中的变速箱的轴采用的为滑动齿轮变机构，主轴箱中轴间采用的为离合器式齿轮变速机构等。换向机构变换机床部件运动方向的机构。为了满足加工的不同需要(例如车螺纹时刀具的进给和返回，车右旋螺纹和左旋螺纹等).机床的主传动部件和进给传动部件往往需要正、反向的运动。机床运动的换向.可以直接利用电动机反转(例如ｃ616车床主轴的反转)，也可以利用街抡换向机构等。操纵机构用来实现机床运动部件变速、换向、启动、停止、制动及调整的机构。机床上常见的操纵机构包括乎柄、手轮、杠杆、凸轮、齿轮齿条、拨叉、滑块及按钮等。 运用：螺旋机构将旋转运动转换成直线运动有电机与丝杠之间有减速或增速装置等。曲柄滑块机构有牛头刨床。齿轮齿条、凸轮机构有内燃机等。 二、调查研究目前汽车行业用于保证汽车行驶平稳性的措施方法，并提出自己的改进方案（15分）（不少于400字） 三、请绘出内燃机的功能结构图和机构运动简图，并阐述其工作原理。（20分）（不少于400 字）
功能结构图 机构运动简图
四、你认为现代机械产品创新技术发展的关键点在哪里？举出生活中的例子，并阐述理由。 （50分，不少于800字） 创新机械工程技术，发展先进制造产业 引言 在信息化时代，装备制造仍然是经济社会发展的基础性、战略性支柱产业。创新机械工程技术，发展先进制造产业，实现由制造大国向创造强国的历史跨越，为发展方式转变、产业结构调整、战略性新兴产业提供先进装备，为实现全面建设小康社会，建设创新型国家，提升国际竞争力和可持续发展能力，保障国家安全提供有力支撑。其战略意义毋庸置疑。 一、世界正处于大调整、大变革、大创新、大发展新的历史时期 世界经济和产业格局正处于大调整、大变革、大创新、大发展新的历史时期。全球金融危机加速了这一进程。未来三、四十年，包括中国、印度等在内的20至30亿人口将进入基本现代化行列，世界大多数人追求现代化生活的强烈需求，与地球有限的资源和环境承载力的矛盾将日益尖锐。全球共同面临着资源能源、金融安全、网络安全、粮食与食品安全、人口健康、生态环境、自然和人为引发的灾难和全球气候变化等一系列挑战，迫切需要创新生产方式、生活方式和发展方式。经济社会发展与产业格局的新变化将对制造技术和产业发展提出新要求。 全球性经济危机往往催生重大科技创新和产业革命，并引发经济社会发展的重大变革。世界科技正处于新科技革命的前夜，物质科学、能源资源科技、信息网络和计算技术、生命科学与生物技术、生态环保、海洋空天等领域，都酝酿着激动人心的创新突破与革命。将为材料与先进制造技术创新开启新的空间，注入新的动力，提供新的可能和机会。未来的机械工程技术创新与制造产业发展必将走向绿色智能、交叉融合、共创共享和可持续发展。 二、机械工程技术与制造产业创新发展的趋势与特点 为了应对资源环境的压力和全球竞争合作的要求，美国、日本、德国等国家的同行近年来都对机械工程技术未来的发展进行了预测，并制订产业振兴战略和技术发展路线图。中国机械工程学会也研究提出了未来20年机械工程技术发展路线图。选择了机械工程技术最重要的产品设计、成形制造、智能制造、精密与微纳制造、再制造和仿生制造等6大技术领域，以及在我国机械工业发展中处于基础地位、对主机和成套设备性能产生重大影响的流体传动与控制、轴承、齿轮、模具、刀具五大基础领域，研究、制定了面向2030年的技术路线图。从上述11个领域凝练出影响我国制造业发展的8大机械工程技术问题，即:复杂系统的创意、建模、优化设计技术，零件精确成形技术，大型结构件成形技术，高速精密加工技术，微纳器件与系统（MEMS），智能制造装备，智能化集成化传动技术和数字化工厂。 技术路线图预测，未来的机械工程技术和制造产业将呈现以下特征：
一、简答题 1.套准精度,套准容差的定义。大约关键尺寸的多少是套准容差？ 套准精度是测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。套准容差描述要形成图形层和前层的最大相对位移,一般，套准容差大约是关键尺寸的三分之一。 2.信息微系统的特点是什么？ 低成本，能耗低，体积小，重量轻，高可靠性和批量生产，可集成并实现复杂功能。 3.微加工技术是由什么技术发展而来的，又不完全同于这种技术。独特的微加工技术包括哪些？ （1）微电子加工技术；（2）表面微制造、体硅微制造和LIGA工艺。4.微电子的发展规律为摩尔定律，其主要内容是什么? 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍 5.单晶、多晶和非晶的特点各是什么？ 单晶：几乎所有的原子都占据着安排良好的规则的位置，即晶格位置；非晶：原子不具有长程有序，其中的化学键，键长和方向在一定的范围内变化； 多晶：是彼此间随机取向的小单晶的聚集体，在工艺过程中，小单晶的晶胞大小和取向会时常发生变化，有时在电路工作期间也发生变化 6.半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质；当受外界光和热作用时，半导体的导电能力明显变化；在纯净半导体中掺入某些杂质可以使半导体的导电能力发生数量级的变化。
7.在光滑的金属和空气界面，为什么不能激发表面等离子体波？ 对于光滑的金属表面，因为表面等离子体波的波矢大于光波的波矢，所以不能激发表面等离子体波。 8.磁控溅射镀膜工艺中，加磁场的主要目的是什么？ 将电子约束在靶材料表面附近，延长其在等离子体中运动的轨迹，提高与气体分子碰撞和电离的几率 9.谐衍射光学元件的优点是什么？ 高衍射效率、优良的色散功能、减小微细加工的难度、独特的光学功能10.描述曝光波长与图像分辨率的关系，提高图像分辨率，有哪些方法？ （1） NA = 2 r0/D, 数值孔径；K1是工艺因子：0.6～0.8 （2）减小波长和K1，增加数值孔径 11.什么是等离子体去胶，去胶机的目的是什么？ 氧气在强电场作用下电离产生的活性氧，使光刻胶氧化而成为可挥发的CO2、H2O 及其他气体而被带走；目的是去除光刻后残留的聚合物12.硅槽干法刻蚀过程中侧壁是如何被保护而不被横向刻蚀的？ 通过控制F/C的比例，形成聚合物，在侧壁上生成抗腐蚀膜 13.折衍混合光学的特点是什么？ 折衍混杂的光学系统能突破传统光学系统的许多局限，在改善系统成像质量减小系统体积和质量等诸多方面表现出传统光学不可比拟的优势
1、试分析原子间力有哪些种类？哪些对于原子力显微镜有贡献？ 原子间力包括：离子键、共价键、排斥力、金属黏附力、范德华力 其中：离子键是库仑力形成粒子之间吸引构成离子晶体结构； 共价键是两个原子的电子云相互重叠形成吸引力，并且在几个埃内有较强的方向性和衰减性； 排斥力来自库仑排斥力和泡利不相容原理形成的排斥力； 金属黏附力来自自由共价电子形成的较强的金属键。 范德华力，其作用力较强，存在于各种原子和分子之间，有效距离为几个埃到几百个埃； 原子力显微镜中扫描探针和样品之间存在多种相互作用力，例如范德华力、库仑力、磁力、静电力。 2、调研新型的探针技术？ 四探针法是材料学及半导体行业电学表征较常用的方法,其原理简单,能消除接触电阻影响,具有较高的测试精度。由厚块原理和薄层原理推导出计算公式,并经厚度、边缘效应和测试温度的修正即可得到精确测量值。据测试结构不同,四探针法可分为直线形、方形、范德堡和改进四探针法,其中直线四探针法最为常用,方形四探针多用于微区电阻测量。 四探针法是材料学及半导体行业电学表征的常用方法。随着微电子器件尺度持续减小,新型纳米材料研究不断深入,须将探针间距控制到亚微米及其以下范畴才能获得更高的空间分辨率和表面灵敏度。近年来研究人员借助显微技术开发出两类微观四点探针测试系统,即整体式微观四点探针和独立四点扫描隧道显微镜探针系统,随着现代微加工技术的发展,当前探针间距已缩小到几十纳米范围。本文综述了微观四点探针技术近年来的研究进展,主要包括测试理论、系统结构与探针制备。其中,特别详述了涉及探针制备的方法、技术及所面临问题,并展望了微观四点探针研究的发展方向,并给出了一些具体建议。 参考文献：李建昌,王永,简晓慧,巴德纯.半导体表面电学特性微观四点探针测试技术研究进展[J].真空.2011(01) 3、原子力显微镜的快速扫描技术？ 与其他表面分析技术相比，原子力显微镜具有一些独特的优点。它可以实时获得具有原子力分辨级的样品表面三维图像，并且可在真空、大气、液体等多种条件下工作，并不需要特殊的样品制备技术。然而就原子力显微镜仪器本身来说，由于它在轻敲模式下扫描速度较慢，限制了AFM 对动态过程的观测能力，这制约了原子力显微镜在生物等其他领域的发展。 原理：在进行样品成像时，轻敲模式下AFM 的扫描速度常常只有每秒几十微米。在这一速度下，对一个像素为512×512 的图像成像需要几分钟。在不破坏样品表面的情况下提高AFM 在轻敲模式下的成像速度，在研究生物表面动态变化等实际应用中非常重要。在轻敲模式下，多种因素制约着AFM 的成像速度。AFM一方面要动态地调节探针样品间的距离，另一方面要使探针在谐振频率下维持高频机械振动。影响AFM 成像速度的因素主要有：1、探针机械振动瞬时响应较慢；2、探针高频振动的不稳定性；3、反馈系统成像带宽；4、误差信号饱和现象；5、探针振幅至电压信号转换；6、AFM 扫描参数的影响。在使用轻敲模式下原子力显微镜对样品进行表面分析时，AFM 本身参数会 随系统而变化，这些参数的设置会影响AFM 成像速度，如Scan Rate，Setpoint，Integra1 gain，Proportion gain 等都对扫描速度有很大影响。Scan Rate值直接决
收 稿 日 期 ：２０１３－０１－１１；修 订 日 期 ：２０１３－０３－ １８． 基 金 项 目 ：实时定姿一体化智能载荷技术资助项目 （Ｎｏ．２０１２ＡＡ１２１５０３）；中国博士后科学基金特别资助项目 （Ｎｏ． ２０１１０４１２７ ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｔｅｓｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｒｅａｌｔｉｍｅｆｏｒａ ｍｉｃｒｏ－ｎａｎｏ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｕｎｄｅｒｈａｒｄｗａｒｅｌｉｍｉｔｅｄ，ａｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｍｉｃｒｏ－ ｎａｎｏｓａｔｅｌｌｉｔｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎ ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅａｔｔｉｔｕｄｅ，ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ， ａｎｄｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆａｎａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｆｌｉｇｈｔｉｍｉｔａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏ－ ｎａｎｏｓａｔｅｌｌｉｔｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｏｎａＰＣ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｌｉｎｋｂｅｔｗｅｅｎｏｎ－ｂｏａｒｄｃｏｍ－ ｐｕｔｅｒａｎｄＰＣ ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙａＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）ａｎｄｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍａｉｎｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓａｌｓｏ ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｒｅｑｕｉｒｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｆｏｒｏｎ－ｂｏａｒｄｃｏｍｐｕｔｅｒｗａｓｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌ－ ｔｉｍｅｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｔａｇｅａｎｄｅｎｔｅｒｔｈｅｂｉａｓｔｈｒｅｅ－ａｘｉｓｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｂｙ１８４４６ｓａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｐ ａｒａｔｉｏｎｏｆ ｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎｄｒｏｃｋｅｔ，ｗｈｉｃｈａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍｉｃｒｏ－ｎａｎｏｓａｔｅｌｌｉｔｅａｔｔｉｔｕｄｅ．Ｉｎｔｈｅｂｉ－ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ） ＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｋａｉｃｈｕｎｚ＠ｍａｉｌ．ｔｓｉｎｇ ｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ ＤＯＮＧ Ｋａｉ－ｃｈｅｎ，ＺＨＡＯ Ｋａｉ－ｃｈｕｎ＊ ，ＺＨＡＯ Ｐｅｎｇ－ｆｅｉ，ＹＯＵ Ｚｈｅｎｇ Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｅｓｔｉｎｇｓｙ ｓｔｅｍｆｏｒ ａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｍｉｃｒｏ－ ｎａｎｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１３２１０８．２００８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 中 图 分 类 号 ：Ｖ４４８．２２；ＴＰ３１１．５ 摘 要 ：为了在硬件有限的条件下测试微纳卫星姿态控制软件的实时控制性能 ，建立了微纳卫星姿态控制软 件 实 时 测 试 系 统 ，并使用该系统对微纳卫星姿态控制软件进行了测试实验 。 根据卫星姿态动力学与运动学 、轨 道 环 境 信息与姿态控制 算 法 数 学 模 型 ，在 ＰＣ 机上设计开发了微纳卫星模拟飞 行 平 台 。 使用控制器局域网络 （ＣＡＮ）和串口建立了连接星载计 算 机 与 ＰＣ 机微纳卫星模拟飞行平台的高效通讯链路 ，并对姿态控制软 件主程序进行必要的修改 。 最 后 ，基 于 该 实 时 测 试系统完成了星 载 计算机上姿态控制软件的实时控制性能测试实验 。 实 验 结 果 表 明 ：姿态控制软件在星箭分离后 １８４４６ｓ完成初始控制阶段并进入偏置对地三轴稳定模式 ，实现了微纳卫星的稳态控制目标 。 偏置对地三轴稳 定 模 式 中 卫星最低单轴姿态精度与角速度稳定度分别优于 ±１．８６°和 ±０．０４８（°）／ｓ，满足该模式控制精度与收敛时间的要求 。 关 键 词 ：微 纳 卫 星 ；姿 态 控 制 ；实 时 控 制 ；实 时 测 试 （清 华 大 学 精 密 仪 器 系 ，北 京 １０００８４） 政 董 恺 琛 ，赵 开 春＊ ，赵 鹏 飞 ，尤 微纳卫星姿控软件实时测试系统 １００４－９２４Ｘ（２０１３）０８－２００８－ ０８ 文 章 编 号
2021届新高考化学模拟试卷 一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意） 1．分析化学中，“滴定分数”的定义为：所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。以0.10mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度某一元酸HA并绘制滴定曲线如图所示。已知lg3=0.5。下列说法中不正确的是（） A．该酸碱中和滴定过程应选择酚酞做指示剂 B．根据y点坐标可以算得a的数值为3.5 C．从x点到z点，溶液中水的电离程度逐渐增大 D．x点处的溶液中满足：c(HA)+c(H+)＞c(A-)+c(OH-) 2．实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+离子全部沉淀出来，适宜的试剂是 A．NaOH溶液B．氨水C．盐酸D．Ba(OH)2溶液 3．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其中W的气态氢化物常用作制冷剂;X原子的核外电子层数与最外层电子数相等;Y主族序数大于W。下列说法正确的是 A．原子半径:W>X B．最简单氢化物的热稳定性:Y>Z C．工业上通过电解熔融XZ3冶炼X单质D．WO2、YO2、ZO2均为共价化合物 4．一种新兴宝玉石主要成分的化学式为X2Y10Z12W30，X、Y、Z、W均为短周期主族元素且Y、W、X、Z 的原子序数依次增大，X与Y位于同一主族，Y与W位于同一周期。X、Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，W是地壳中含量最多的元素。下列说法错误的是 A．原子半径：X>Y>W B．最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y C．Z、W组成的化合物能与强碱反应 D．X的单质在氧气中燃烧所得的产物中阴、阳离子个数比为1:1 5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（） A．氨水应密闭保存，置低温处 B．在FeCl2溶液中加入铁粉防止氧化变质 C．生产硝酸中使用过量空气以提高氨的利用率 D．实验室用排饱和食盐水法收集氯气