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“千人计划”专家邹旭东:于微细处见神奇 MEMS技术引领新变革

来源:科技日报 作者:王琳 2017-03-22 11:55:09

  微机电系统(MEMS)是融合了微电子、机械、材料领域技术发展的产物,它使用与集成电路加工技术相类似的制造工艺,制备出各种性能各异、价格低廉、微型化的传感器、执行器和微系统。MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,它们具有很多传统器件无法比拟的优点,在国防安全、航空航天、信息工程、医疗卫生和生物工程等领域有着广阔的应用潜力。

  邹旭东,入选中组部第十二批“千人计划”青年项目,中国科学院电子学研究所“传感技术联合国家重点实验室”研究员、博士生导师。通过十年来的专业学习与研究工作,在MEMS技术领域、特别是在高精度谐振式MEMS加速度计的设计、制造与测试方面打下了坚实的基础,并取得了多项国际重大科研成果。他十年磨一剑,在微机电系统领域不懈探索,于方寸之间开启创新舞台,并取得斐然成果。

  方兴未艾的微机电系统

  MEMS是20世纪80年代末出现的一种战略性高新技术,引起各发达国家的广泛关注,近年来更是形成全球化的产业。随着新一轮技术革命浪潮的兴起,以微传感器、执行器为代表的MEMS技术应用迎来了更广阔的发展空间。可以预见, MEMS技术将继续在国民经济与国家安全的相关重要领域发挥巨大作用。

  邹旭东2009年本科毕业于北京大学元培计划实验班(微电子专业),2013年博士毕业于剑桥大学工程系(微系统专业)。并曾先后在“北京大学微米/纳米加工技术国家重点实验室”与剑桥大学“纳米科学中心”从事研究。十年前,他就对当时还尚属“冷门”的MEMS技术产生了浓厚的兴趣,直觉告诉他,MEMS技术将大有可为。当前,国家再次提出要掌握核心芯片技术,这促使他毅然选择了学成归国,将所学服务国家。截至目前,他在MEMS领域期刊及国际会议上共发表论文十余篇,申请5项国际专利(1项授权),并与国外公司合作开发成功一套专用微加工工艺流程,采用该流程生产的加速度传感器芯片成品率超过95%,达到批量化生产的要求。

  引领方向,彰显创新实力

  MEMS加速度计是最早实用化的MEMS技术成果之一。然而,现有的产品普遍精度较低,少数高精度MEMS加速度计产品受制于传感原理的限制,难以满足特定应用的需求。

  自2010年起,邹旭东一直从事基于谐振式传感原理的高精度MEMS加速度传感器的研发工作,以满足在油气钻井中对低频/准静态加速度信号进行分布式高精度测量的需求。博士毕业后,他留任剑桥大学纳米科学中心研究员, 继续从事上述传感器的研发及产品化工作。2014年,开发出首批谐振式MEMS加速度传感器成品样机,在外场实验中实现了连续稳定的高分辨率低频/准静态加速度测量。该传感器的原理及设计方法已获得国际专利授权和业界的高度认可,由英国石油公司和剑桥大学联合成立的公司正基于该传感器核心技术开发多种创新性的产品和技术。MEMS传感技术在该领域的成功应用,有望为传统的油气行业井下传感器技术,带来新的革命。因上述研究成果,邹旭东于2014年当选为为剑桥大学丘吉尔学院院士,为同年10名入选者中的华人。

  精益求精,拓展学术舞台

  “高新技术的发展必须面向产业,面向世界提升核心竞争力”,邹旭东始终这样认为。立足自身实际的同时,他与国外同行专家保持着密切的学术联系,积极开展学术交流与合作,另一方面,与一批重点单位建立了紧密的产学研合作关系。同时,他也不断在拓展自己的研究方向:在抗过载MEMS高精度陀螺,谐振式MEMS传感器接口电路以及非线性微机电谐振器等方面都进行了一些较为深入并具有原创性的基础研究。

  有如20世纪微电子带来信息革命一样,微机电系统在21世纪将发展成为庞大的高新技术产业,极大地改变人的生产和生活方式。体量微小的MEMS技术,在精准、迅速而深刻地改变着我们的生活。对于邹旭东而言,成绩已成为过去,瞄准国家重大需求和国际前沿,他将继续扬帆起航。


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