基于电子隧道效应的传感器原理与技术的研究

电子隧道效应是穿过隧道结的电流对隧道结间隙的变化具有极其灵敏的特性，而任何物理量的测量都可转变为两个部件之间相对位置变化的测量。根据具体的物理传感器，巧妙地构造隧道结并使之稳定地工作这是研究的关键。用黄铜薄片构成三角形微力传感器，尖端粘接极细的钨针尖，在微力传感器背后安置STM探针，这样构成基于隧道效应的微力传感器，微力测量分辨率为10（-6）-10（-9）N。用双层压电陶瓷片构成位移微动机构，尖端粘接金针，而用细丝悬伸的加速度传感质量由镀金硅片组成。在外界有微小振动时，检测质量也会运动。当用高压驱动双层陶瓷薄片时，金针与镀金硅构成一个隧道结，而伺服回路中的电流信号经运算可得加速度信号，在20KHZ下灵敏度为2×10（6）V/g。