本书主要介绍微/纳机电系统(MEMS/NEMS)谐振器动力学设计理论、分析方法及应用技术。全书共9章，主要内容包括：MEMS/NEMS技术基础和MEMS/NEMS谐振器技术的发展历程与发展趋势；谐振器的工作原理、谐振结构设计理论及分析技术；谐振器件制备涉及的材料、微纳加工工艺及技术；谐振器中存在的丰富非线性现象和复杂动力学行为；微纳尺度下的能量耗散理论、阻尼特性、作用机制及测试方法；谐振器中应用的各种振动激励与检测原理及技术；通道式MEMS/NEMS谐振器检测原理、动力学设计与分析技术；微纳尺度下谐振器件的模态弱耦合作用机制、谐振器设计及传感技术；谐振器中存在的典型失效模式与失效机理，以及多种可靠性评估方法和测试技术。
本书可供微电子学、机械工程、信息通信、航空航天、生物医学、凝聚态物理、环境能源、国防军事等领域从事MEMS/NEMS技术及相关应用工作的科研人员和高等院校相关专业的师生阅读参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 谐振器概况 1
1.1.1 谐振现象 1
1.1.2 基本特征与分类 2
1.2 MEMS/NEMS技术概述 3
1.2.1 MEMS技术 4
1.2.2 NEMS技术 8
1.3 MEMS/NEMS谐振器技术发展历程 10
1.3.1 MEMS谐振器技术 11
1.3.2 NEMS谐振器技术 13
1.3.3 NEMS谐振器的量子极限 15
1.4 MEMS/NEMS谐振器技术基础 16
1.4.1 结构设计技术 16
1.4.2 微纳加工技术 18
1.4.3 非线性现象与效应 18
1.4.4 耗散与阻尼机制 19
1.4.5 激励与检测技术 20
1.5 MEMS/NEMS谐振器技术应用及前景 20
1.5.1 智能传感 21
1.5.2 信息通信 30
1.5.3 生物医学 34
1.5.4 航空航天 36
1.5.5 量子技术 40
1.5.6 发展前景 41
参考文献 44
第2章 谐振原理与结构设计 52
2.1 概述 52
2.2 谐振原理 52
2.2.1 弯曲振动 52
2.2.2 扭转振动 55
2.2.3 纵向振动 56
2.2.4 机电模型 58
2.3 动力学设计与性能参数 59
2.3.1 谐振频率 59
2.3.2 品质因子 62
2.3.3 动态范围 64
2.4 谐振结构动力学设计与器件 69
2.4.1 梳齿结构 70
2.4.2 梁式结构 73
2.4.3 弦线结构 79
2.4.4 薄板结构 83
2.4.5 薄膜结构 87
2.4.6 球壳结构 92
2.4.7 扭转结构 96
2.4.8 通道式谐振结构 97
参考文献 101
第3章 谐振器件材料与加工工艺 107
3.1 概述 107
3.2 硅基材料 107
3.2.1 单晶硅 108
3.2.2 多晶硅 108
3.2.3 无定形硅 109
3.3 硅化合物 110
3.3.1 二氧化硅 110
3.3.2 氮化硅 111
3.3.3 碳化硅 112
3.4 低维材料 113
3.4.1 碳纳米管 113
3.4.2 纳米线 117
3.4.3 石墨烯 118
3.4.4 二硫化钼 121
3.5 压电材料 124
3.5.1 机电耦合系数 125
3.5.2 氮化铝薄膜 126
3.5.3 PZT压电薄膜 127
3.5.4 氮化镓 130
3.5.5 铌酸锂 132
3.6 聚合物材料 134
3.6.1 工艺材料 134
3.6.2 结构材料 135
3.7 金刚石材料 137
参考文献 139
第4章 非线性现象与动力学效应 144
4.1 概述 144
4.2 非线性因素 145
4.2.1 材料非线性 145
4.2.2 几何非线性 146
4.2.3 驱动非线性 147
4.2.4 阻尼非线性 148
4.3 刚度硬化与软化效应 148
4.4 双稳态现象 151
4.5 吸合现象 152
4.5.1 静电吸合效应 153
4.5.2 静态吸合失稳 155
4.5.3 动态吸合失稳 156
4.6 对称破缺现象 158
4.6.1 对称破缺的力学模型 158
4.6.2 对称破缺的作用机制 159
4.7 同步现象 160
4.7.1 耦合系统中的同步现象 161
4.7.2 同步效应的作用机制 162
4.8 随机共振现象 164
4.8.1 随机共振实验观测 164
4.8.2 随机共振机理 165
4.9 非线性模态耦合效应 167
4.9.1 模态耦合形式 168
4.9.2 模态耦合形成的力学机理 171
4.9.3 振幅饱和现象 178
4.9.4 内禀局域模 179
4.9.5 频率梳 183
4.10 频率稳定性 187
4.10.1 频率波动的原因 187
4.10.2 频率稳定性的作用机制 189
参考文献 193
第5章 能量耗散机理与阻尼技术 199
5.1 概述 199
5.2 能量耗散的基本定义与表征 200
5.3 热弹性阻尼 201
5.3.1 滞弹性的基本概念与Zener耗散模型 202
5.3.2 LR热弹性阻尼模型 203
5.3.3 微尺度薄板热弹性阻尼特性 209
5.4 声波-热声子相互作用 220
5.4.1 Akhiezer阻尼 221
5.4.2 Landau-Rumer阻尼 223
5.5 声子-电子相互作用 224
5.5.1 谷内声子-电子散射 224
5.5.2 谷间声子-电子散射 224
5.6 耗散稀释效应 225
5.6.1 弦的耗散稀释 226
5.6.2 薄膜的耗散稀释 228
5.7 空气阻尼 230
5.7.1 滑膜气体阻尼 231
5.7.2 压膜气体阻尼 236
5.7.3 稀薄空气阻尼 244
5.8 液体黏滞阻尼 246
5.8.1 弯曲振动 246
5.8.2 扭转振动 248
5.9 锚点损耗机制与结构设计 250
5.9.1 完美匹配层方法 251
5.9.2 弯曲模态谐振器支撑损耗 253
5.9.3 体模态谐振器支撑损耗 261
5.10 声子隧道效应 269
5.11 表面耗散 270
5.11.1 表面层 271
5.11.2 表面化学效应 273
5.11.3 界面耗散物理机制 276
5.11.4 连续介质力学中的界面耗散 277
5.11.5 材料科学中的界面耗散 278
5.11.6 多层压电体谐振器的能量损耗 279
5.12 两能级系统引起的能量耗散 281
5.12.1 两能级系统隧穿模型 281
5.12.2 两能级系统引起的谐振器能量耗散 283
5.12.3 品质因子测量 286
参考文献 287
第6章 振动激励与检测原理及技术 294
6.1 概述 294
6.2 振动激励原理与技术 294
6.2.1 静电激励 295
6.2.2 电磁激励 299
6.2.3 压电激励 302
6.2.4 介电激励 303
6.2.5 热激励 307
6.2.6 光梯度力激励 313
6.3 振动检测原理与技术 315
6.3.1 电容检测 315
6.3.2 压电检测 317
6.3.3 压阻检测 318
6.3.4 磁势检测 321
6.3.5 激光干涉检测 322
6.3.6 单电子器件检测 323
6.3.7 耦合谐振子检测 324
6.4 振动激励-检测组合技术 326
6.4.1 静电激励-电容检测 327
6.4.2 静电激励-压阻检测 329
6.4.3 电磁激励-压阻检测 330
6.4.4 电热激励-压阻检测 331
6.4.5 光热激励-光学检测 333
6.5 外围接口电路系统 333
6.5.1 开环检测系统 334
6.5.2 闭