微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 是一種微型設(shè)備，它將各種組件(例如微型傳感器、電子設(shè)備和執(zhí)行器)集成到單個芯片上。這些小型設(shè)備已被證明在精確檢測生物信號、加速度、力和其他測量方面具有極高的前景。
迄今為止開發(fā)的大多數(shù) MEMS 都是由硅和氮化硅制成的。雖然其中一些設(shè)備取得了令人鼓舞的成果，但它們的材料成分和設(shè)計限制了它們的靈敏度和多功能性，例如限制了它們在潮濕環(huán)境中的使用。
在最近的《自然電子學(xué)》論文中，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院 (EPFL) 的研究人員介紹了一種基于聚合物、半導(dǎo)體和陶瓷的 MEMS 創(chuàng)新懸臂設(shè)計。懸臂是微小的柔性梁，可以根據(jù)外力或分子相互作用調(diào)整其形狀，因此可能用作傳感器或執(zhí)行器。
該論文的第一作者 Nahid Hosseini 博士告訴 Tech Xplore：“我們的團(tuán)隊之前致力于研究用于高速原子力顯微鏡 (AFM) 的聚合物懸臂，并開發(fā)了用于工業(yè)和生物應(yīng)用的基于 MEMS 的自感應(yīng) AFM 懸臂。”
“然而，自感應(yīng)懸臂傳統(tǒng)上面臨著挑戰(zhàn)，特別是在實現(xiàn)高力靈敏度和確保生物相容性方面，因為應(yīng)變傳感器通常放置在 MEMS 懸臂的外表面上。”
Hosseini 博士及其同事的最新研究旨在開發(fā)一種新型自感應(yīng)懸臂，這種懸臂在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中(例如在液體中)始終表現(xiàn)良好。這種懸臂對于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用可能特別有價值，有助于開發(fā)新的微型生物傳感技術(shù)。
研究人員設(shè)計的懸臂采用獨特的分層設(shè)計，融合了三種不同的材料。
Hosseini 博士解釋說： “之所以選擇聚合物層，是因為其楊氏模量相對較低，這使得懸臂可以很厚，同時又具有足夠的柔韌性，可以實現(xiàn)較高的偏轉(zhuǎn)靈敏度。此外，與硅或氮化硅制成的懸臂相比，聚合物基懸臂的動態(tài)響應(yīng)速度要快得多。”
對于懸臂的半導(dǎo)體層，該團(tuán)隊使用了摻雜多晶硅。該層有助于增強(qiáng)設(shè)備的傳感能力，增強(qiáng)其檢測微小偏轉(zhuǎn)(即施加的力或位移)的能力。
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！