本书比较全面地介绍了MEMS的基本概念、常用材料、工作原理、分析方法、设计方法、加工工艺、表面特性、检测技术、主要应用以及COMSOL软件、MEMS仿真模块。本书的某些内容是作者在完成博士学位论文和博士后研究报告时所得到的结果，由于篇幅所限，有关推导过程和实验过程均作了省略。本书的编写目的既是为高年级本科生和研究生提供有关MEMS的基本知识，同时也为其进一步的MEMS研究打好基础。

本书系统地介绍了微机电系统的原理、设计和分析等知识，内容包括微机电系统的基本概念、常用材料、工作原理、分析方法、设计方法、加工工艺、表面特性、检测技术、主要应用以及COMSOL软件、微机电系统模块仿真。

本书可供高等学校机械、电子、仪器、微电子器件专业高年级本科生和研究生使用，也可为相关工程技术人员及科技管理人员提供参考。

第1章 微机电系统概述

 1.1 微机电系统的基本概念

 1.2 微机电系统的研究现状

 1.3 微机电系统的应用

 1.4 微机电系统的特点和研究领域

第2章 微机电系统常用材料

 2.1 硅

2.1.1 单晶硅

2.1.2 晶体结构

2.1.3 弥勒指数

2.1.4 机械特性

 2.2 硅化合物

2.2.1 多晶硅

2.2.2 氧化硅

2.2.3 碳化硅

2.2.4 氮化硅

 2.3 砷化镓

 2.4 陶瓷

 2.5 形状记忆合金

 2.6 磁致伸缩材料

 2.7 流变体

2.7.1 电流变体

2.7.2 磁流变体

2.7.3 铁流

第3章 微机电系统的固体力学问题

 3.1 尺寸效应

 3.2 梁的力学问题

3.2.1 应变和应力

3.2.2 梁的弯曲变形

 3.3 膜的力学问题

3.3.1 薄膜弯曲

3.3.2 周边固支圆形薄膜弯曲

3.3.3 周边固支矩形薄膜弯曲

 3.4 机械振动

3.4.1 无阻尼自由振动

3.4.2 共振

3.4.3 阻尼自由振动

 3.5 粘附力

3.5.1 粘附力的实质及其研究方法

3.5.2 分子动力学

3.5.3 Hamaker微观连续介质理论

 3.6 机电系统中的拉格朗日-麦克斯韦方程

3.6.1 电路方程

3.6.2 有质动力

3.6.3 拉格朗日-麦克斯韦方程

第4章 微机电系统加工技术基础

 4.1 微电子加工工艺

4.1.1 光刻

4.1.2 淀积

4.1.3 腐蚀

4.1.4 键合

4.1.5 外延

4.1.6 体硅加工

4.1.7 表面加工

4.1.8 uGA技术

4.1.9 准分子激光工艺

4.1.10 分子操纵技术

4.1.11 封装

 4.2 精密加工和特种加工

4.2.1 精密加工

4.2.2 特种加工

第5章 微机电系统工作原理

 5.1 微传感器

 5.1.1 压阻传感器

5.1.2 电容传感器

5.1.3 压电传感器

5.1.4 谐振传感器

5.1.5 隧道传感器

5.1.6 热传感器

5.1.7 光传感器

5.1.8 化学传感器

 5.2 微加速度计和微陀螺仪

5.2.1 线微加速度计

5.2.2 差动电容微加速度计

5.2.3 “跷跷板”式微加速度计

5.2.4 “三明治”式微加速度计

5.2.5 梳齿式微加速度计

5.2.6 微加速度计的研究方向

5.2.7 微陀螺传感器

5.2.8 刚体定点转动式微陀螺仪

5.2.9 刚体平动式微陀螺仪

5.2.10 振动棒式微陀螺仪

 5.3 微执行器

5.3.1 静电执行器

5.3.2 电磁执行器

5.3.3 压电执行器

5.3.4 形状记忆合金执行器

 5.4 数字微镜及其应用

5.4.1 数字微镜的工作原理

5.4.2 数字微镜的应用

 5.5 微流系统

5.5.1 流体力学基础

5.5.2 基本方程

5.5.3 典型器件

第6章 微机电系统表面特性

 6.1 物质结构

 6.2 势函数

 6.3 Hamaker微观连续介质理论

 6.4 液体表面

 6.5 粗糙表面表征

 6.6 粗糙表面工艺分析

 6.7 粘附问题及其释放恢复技术

第7章 微机电系统检测技术

 7.1 微机电系统材料特性测试

7.1.1 弹性模量测量

7.1.2 残余应力测试

7.1.3 断裂强度测试

7.1.4 硬度测试

 7.2 微机电系统表面形貌测试

7.2.1 SPM基本原理

7.2.2 STM基本原理

7.2.3 AFM基本原理

7.2.4 FMM基本原理

7.2.5 PDM基本原理

7.2.6 其他SPM显微镜原理

7.2.7 光学探针测试

7.2.8 台阶测试

 7.3 可靠性测试

 7.4 离心机

第8章 微机电系统应用

 8.1 微机电系统在汽车工业中的应用

8.1.1 汽车电子特性

8.1.2 汽车传感器

8.1.3 轮胎气压监测系统

 8.2 微机电系统在家用电器中的应用

 8.3 微机电系统在生物医学中的应用

8.3.1 生物芯片

8.3.2 微创无创技术

 8.4 微机电系统在光通信中的应用

8.4.1 全光通信

8.4.2 光开关

 8.5 微机电系统在航空航天中的应用

8.5.1 微纳卫星

8.5.2 微型飞行器

8.5.3 微型机器人

8.5.4 NASA

 8.6 微机电系统在军事中的应用

8.6.1 微纳武器

8.6.2 微惯导技术

第9章 COMSOL软件及微机电系统模块仿真

 9.1 有限元

 9.2 COMSOL Multiphysics软件介绍

9.2.1 COMSOL Multiphysics概述

9.2.2 COMSOL Multiphysics建模

9.2.3 结构力学模块

9.2.4 热传导模块

9.2.5 CAD导人模块

9.2.6 COMSOL二次开发工具

 9.3 微机电模块仿真

9.3.1 微机电模块介绍

9.3.2 微电阻梁变形模型仿真

9.3.3 二维叉指驱动器仿真

9.3.4 微悬梁残余应力模型仿真

参考文献