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微纳代工技术高灵敏度金刚石悬臂MEMS芯片

2020-08-06

  微纳代工中悬臂技术突破中,日本某研究小组有过突出贡献。他们成功的开发出通过电信号驱动和传感的单晶金刚石MEMS传感器芯片。

 

  金刚石MEMS传感器的问世,标志着高灵敏度和可靠性高的MEMS器件又上了一个台阶!也意味着,高品质因素的金刚石悬臂,在室温下具有前所未有的最高品质因素。这样研究,推动业界对金刚石MEMS的研究。

 

  微纳代工中涉及到的悬臂梁器件,大多是硅材质。金刚石的弹性常数和机械常数是所有材料中最高的,因此有望用于高可靠性、高灵敏度MEMS传感器的开发。然而,由于其机械硬度高,金刚石的三维微加工非常困难。在MEMS传感器中,微观悬臂(仅固定一端的悬臂梁)和电子电路集成在单个基板上,它们已用于气体传感器、物质分析和扫描显微镜探针。然而,对于防灾和医疗等更广泛领域的实际应用,它们需要更高的灵敏度和可靠性。

 

  该研究小组在10年前,曾使用离子束对金刚石进行微处理,成功制造出一种单晶金刚石悬臂。由于种种问题,并没有获得后来那么惊艳的品质。

 

  这些研究成果可以加速对金刚石MEMS芯片实际应用至关重要的基础研究,开发能够区分单个分子质量差异的超高灵敏度、高速、紧凑和可靠的传感器。对微纳代工也有着积极的影响。