走在傳感技術(shù)研究前沿的“弄潮兒”

　　除上述成果外，鄒旭東還開發(fā)了兩種適用于諧振式微機(jī)電傳感器的閉環(huán)和開環(huán)檢測(cè)電路。一是基于振蕩器原理的ASIC檢測(cè)電路，利用亞閾值導(dǎo)通放大、注入電荷偏置等技術(shù)使傳感器核心部件的電路功耗大幅度降低到小于15微瓦;另外基于數(shù)字頻率合成技術(shù)及相位/幅度綜合測(cè)量方法的開環(huán)檢測(cè)電路，有效地克服了近載波噪聲調(diào)制效應(yīng)，在相同噪聲條件下使傳感器對(duì)超低頻信號(hào)的分辨率提高了約一個(gè)數(shù)量級(jí)，為微型相對(duì)重力儀的成功研發(fā)提供了重要技術(shù)支持。

　　除此之外，鄒旭東在微機(jī)電系統(tǒng)諧振器與振蕩器領(lǐng)域進(jìn)行了一些深入且具有原創(chuàng)價(jià)值的基礎(chǔ)研究，包括：諧振式微機(jī)電系統(tǒng)傳感器噪聲的物理機(jī)制與建模，非線性微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器的頻率穩(wěn)定性及其影響因素，多維弱機(jī)械耦合微機(jī)電系統(tǒng)諧振器的模態(tài)局域化效應(yīng)及其應(yīng)用，耦合微機(jī)電系統(tǒng)諧振器受迫振動(dòng)下的模態(tài)畸變與分叉現(xiàn)象等。這一系列論文均發(fā)表在Journal of Microelectromechanical Systems以及Transducers等領(lǐng)域內(nèi)頂級(jí)期刊和國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，為學(xué)科發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

　　耿耿赤子報(bào)國(guó)情

　　如果說微電子給20世紀(jì)帶去了信息革命，那么微機(jī)電系統(tǒng)就是將在21世紀(jì)發(fā)展成為龐大的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、極大改變?nèi)藗兩a(chǎn)與生活方式的新技術(shù)。鄒旭東相信，在新一輪全球化物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)4.0革命浪潮的推動(dòng)下，各行各業(yè)對(duì)于微型傳感器的需求必將與日俱增。

　　因?yàn)樯羁陶J(rèn)識(shí)到微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際上公認(rèn)的開發(fā)微型傳感器的尖端技術(shù)，國(guó)家急需掌握核心芯片技術(shù)的人才，他毅然放棄了國(guó)外的優(yōu)厚條件，選擇了回歸祖國(guó)，將所學(xué)服務(wù)國(guó)家。對(duì)于這一選擇，他表示：“國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的研究條件非常好，而且我想做的事與10年前也是沒有變化的。當(dāng)前我的主要工作將聚焦在成功開發(fā)出在技術(shù)上具備國(guó)際領(lǐng)先水平并具有較大市場(chǎng)規(guī)模的微機(jī)電傳感器產(chǎn)品上，同時(shí)加強(qiáng)傳感器從設(shè)計(jì)到制造工藝上的標(biāo)準(zhǔn)化融合，從而最終建立芯片融合的傳感器整體設(shè)計(jì)開發(fā)與加工制造的能力。所以總覺得時(shí)間不夠用，恨不得一天24小時(shí)都投入到工作中去，多做些研究，多跑些地方。”簡(jiǎn)單的話語，道盡了他無悔的堅(jiān)持。

　　鄒旭東介紹，因?yàn)楦呔葢T性傳感器能夠大量應(yīng)用于精確制導(dǎo)武器、軍事運(yùn)載平臺(tái)導(dǎo)航等領(lǐng)域，所以一直被美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家列為出口管制與技術(shù)封鎖的重點(diǎn)對(duì)象。我國(guó)即使進(jìn)口用于民用資源勘探開發(fā)和地質(zhì)學(xué)研究的相關(guān)產(chǎn)品，也面臨著外國(guó)廠商對(duì)出口數(shù)量的嚴(yán)格控制以及高昂的采購價(jià)格。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具備自主生產(chǎn)能力的高精度微機(jī)電加速度傳感器對(duì)于我國(guó)的國(guó)防建設(shè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。為此，他深感肩上責(zé)任重大。

　　最近這幾年內(nèi)，他將重點(diǎn)研究高精度加速度傳感器核心架構(gòu)，以及在此基礎(chǔ)上衍生出的面向多種應(yīng)用的加速度傳感器產(chǎn)品。他指出，未來傳感器的核心芯片將采用模塊化的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)性模塊的設(shè)計(jì)將充分利用計(jì)算機(jī)的3D建模與有限元分析工具，建立各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)模型庫以及系統(tǒng)級(jí)的計(jì)算機(jī)模擬仿真流程，并可以根據(jù)不同的加工工藝以及應(yīng)用需求對(duì)模塊設(shè)計(jì)做出迅速有效的調(diào)整。此外功能性模塊的設(shè)計(jì)則不但需要建立模型庫和仿真流程，還將與傳感器的ASIC電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)融合，使每個(gè)功能性模塊具有與之配套的ASIC優(yōu)化設(shè)計(jì)以形成MEMS-ASIC IP，從而在開發(fā)系列傳感器產(chǎn)品時(shí)大大節(jié)省配套電路的開發(fā)與調(diào)試時(shí)間。

　　同時(shí)，鄒旭東還將利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)開展不依賴于衛(wèi)星的微型定位—導(dǎo)航—計(jì)時(shí)模塊的開發(fā)研究。他指明，該研究涉及高精度微慣性傳感器、高穩(wěn)定性時(shí)間基準(zhǔn)、處理電路與算法、精密機(jī)械加工、系統(tǒng)集成與兼容性等多個(gè)方面，因此在發(fā)揮自身的技術(shù)積累和優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，必須要通過開展廣泛而密切的研究合作，才能盡早實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵技術(shù)成果的突破。若研發(fā)成功，除在國(guó)防軍事領(lǐng)域的重要價(jià)值外，還可在無人駕駛汽車、小型無人飛行平臺(tái)、智能機(jī)器人以及手持設(shè)備上實(shí)現(xiàn)高精度的自主導(dǎo)航，極大地推動(dòng)上述技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的新突破，未來他還將更加堅(jiān)定不移地奮斗下去。

　　“做科研不是一人之功，我所有的成就都得力于團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)和協(xié)作，也希望能夠通過我自己的努力，建立一支過硬的科研隊(duì)伍，運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)和傳感器的先進(jìn)技術(shù)面向關(guān)鍵領(lǐng)域的重要需求做出更多的應(yīng)用性成果。”鄒旭東說。截至目前，他在MEMS領(lǐng)域期刊及國(guó)際會(huì)議上共發(fā)表論文近二十篇，申請(qǐng)6項(xiàng)國(guó)際專利(1項(xiàng)授權(quán))，并與國(guó)外公司合作開發(fā)成功一套專用微加工工藝流程，采用該流程生產(chǎn)的加速度傳感器芯片成品率超過95%，達(dá)到批量化生產(chǎn)的要求。在他和團(tuán)隊(duì)的共同努力下，夢(mèng)想正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。