针对目前横向加载单向变形静电微驱动器存在的位移过小或驱动电压过大的问题，提出一种基于纵横弯曲变形原理的硅基大位移低电压静电微驱动器模型，将弹性力由传统意义的恢复力改变为驱动力，推导出微驱动器挠度变形的控制方程．通过仿真发现，该驱动器的驱动位移高达145μm，远大于目前微驱动器的变形量；驱动电压仅为5V，远低于目前微驱动器的驱动电压值．

在速度伺服单元的基础上，设计位置控制ＤＤＣ系统，并介绍系统的硬件构成和控制软件，还对系统参数的选择进行了讨论。

为解决微机械中“微碰撞”、“纳米接触”问题 ,建立了纳米接触的刚性球 -面模型。根据 Ham aker三个假设和L ennard- Jones势 ,利用连续方法推导出球同平面第一和第 N层原子之间的作用力表达式 ,仿真出粘着力同原子层之间的关系 ,得出影响纳米接触的主要原子为接触区域少数几层原子的结论 ,从而为纳米接触、纳米摩擦的进一步研究提供理论基础

数字微镜装置（DMD）是微电子机械系统（MEMS）的典型器件,是数字光处理（DLP）的核心。应用积分法推导出DMD倾斜极板电容静电转矩表达式;由微观连续介质理论,推导出粘附力矩表达式;根据机电动力学原理,建立了DMD动力学模型,并进行数值仿真。通过同实验数据比较,得到了满意的结果。

"突陷"现象严重影响着MEMS微梁性能.根据Hamaker微观连续介质修正理论,建立了MEMS微梁同基座粘附力包含斥力的数学模型;分析了微梁的静力平衡关系,发现引起微梁"突陷"的本质是弹性力同粘附力的不稳定平衡问题;通过增加微梁刚度,提出一种控制微梁"突陷"发生的方法,并给出仿真结果.

针对微电子机械悬臂梁废品率高的问题,从悬臂梁的加工工艺,分析了在不同工作状态,薄膜应力对悬臂梁的刚度影响;建立了薄膜应力的数学模型;通过仿真发现,在悬臂梁的某些加工温差段,悬臂梁的刚度出现奇异值,变形已不再满足小变形条件的现象;得出某些加工温差段的薄膜应力是导致悬臂梁产生废品因素之一的结论.

针对MEMS粘附现象,论述了有关粘附问题的研究现状,揭示了粘附的本质和研究范围,介绍了目前研究粘附问题所用的分子动力学、连续介质法、准连续介质法、蒙特卡罗法及纳米压痕法和悬臂梁法等各种计算和实验的前沿方法,并对粘附研究的发展提出了初步展望.

随着材料尺寸、加工尺寸的日趋减小,尺寸效应对系统的影响越来越明显,如何控制微电子机械中的粘着力,已成为微电子机械系统提高性能、批量生产、走向市场的关键因素.本文首先介绍了国内外粘着力的研究理论;根据Hamaker理论,推导出圆锥-平面型、四棱锥-平面型、抛物面-平面型模型之间包含斥力项的粘着力表达式;并仿真得到数值结果,从而对微电子机械设计提供理论基础.

介绍了目前研究纳米接触问题的方法;根据Hamaker理论,利用连续介质方法,建立了原子力显微镜针尖和试样面接触的包括斥力项的力学模型;对模型进行了仿真,仿真结果同实验现象一致.将纳米接触问题的研究领域从非接触区域扩展到间歇接触区域,为原子力显微镜的进一步研究,实现原子操纵提供理论基础.

首先建立了原子力显微镜(AFM)针尖与试样面力学计量的物理模型,介绍了研究该问题的方法.根据Hamaker理论,利用微观连续介质法建立了AFM常见的圆锥型、四棱锥型和抛物面型针尖与试样面间的包含斥力的力学模型.经计算得到仿真结果,仿真结果与实验结果一致.