随着微器件的尺寸日益缩小,有必要评估Caslmir力对微器件性能的影响.本文以微机电系统中常见的微加速度计为对象,建模分析了Caslmir力对其性能的影响.研究表明,Casimir力对微加速度计性能的影响随极板间距离的减小而迅速增大.Casimir力使得微加速度计的最大可检测加速度减小,并且随支撑梁刚度的减小,对灵敏度的影响逐渐增大.当检测电容极板间距离等于400 nm时,Casimir力引起微加速度计的最大可检加速度的降幅达5.89%.

讨论了在大气环境或有液体的环境下,表面张力对微加工悬臂梁结构粘附的影响,以及真空条件下Casimir量子力对微机械薄膜微腔结构的稳定性和粘附的影响.建立了Casimir量子力作用下粘附问题的实际粗糙模型理论.对不同表面力作用下的抗粘附结构研究结果表明,微悬臂梁和薄膜微腔结构的稳定性和粘附与材料的弹性特性、材料的表面特性、结构的长度、厚度以及构件与基体之间的间隙有关,而与结构的宽度无关.给出了抗粘附结构参数设计的对数坐标图.