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北京MEMS微納米加工的生物傳感器

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-02-23

MEMS的采樣精度,速度,適用性都可以達(dá)到較高水平,同時(shí)由于其體積優(yōu)勢(shì)可直接植入人體,是醫(yī)療輔助設(shè)備中關(guān)鍵的組成部分。傳統(tǒng)大型醫(yī)療器械優(yōu)勢(shì)明顯,精度高,但價(jià)格昂貴,普及難度較大,且一般一臺(tái)設(shè)備只完成單一功能。相比之下,某些醫(yī)療目標(biāo)可以通過(guò)MEMS技術(shù),利用其體積小的優(yōu)勢(shì),深入接觸測(cè)量目標(biāo),在達(dá)到一定的精度下,降低成本,完成多重功能的整合。以近期所了解的一些MEMS項(xiàng)目為例,通過(guò)MEMS生物傳感器對(duì)體內(nèi)某些指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)MEMS執(zhí)行器(actuator)可直接作用于病變組織進(jìn)行更直接的醫(yī)療,同時(shí)系統(tǒng)可以通過(guò)MEMS能量收集器進(jìn)行無(wú)線供電,多組單元可以通過(guò)MEMS通信器進(jìn)行信息傳輸。個(gè)人認(rèn)為,MEMS醫(yī)療前景廣闊,不過(guò)離成熟運(yùn)用還有不短的距離,尤其考慮到技術(shù)難度,可靠性,人體安全等。MEMS超表面對(duì)光電場(chǎng)特性的調(diào)控是怎樣的?北京MEMS微納米加工的生物傳感器

北京MEMS微納米加工的生物傳感器,MEMS微納米加工

光學(xué)領(lǐng)域上面較成功的應(yīng)用科學(xué)研究主要集中在兩個(gè)方面:一是基于MOEMS的新型顯示、投影設(shè)備,主要研究如何通過(guò)反射面的物理運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行光的空間調(diào)制,典型標(biāo)識(shí)為數(shù)字微鏡陣列芯片和光柵光閥。

二是通信系統(tǒng),主要研究通過(guò)微鏡的物理運(yùn)動(dòng)來(lái)控制光路發(fā)生預(yù)期的改變,較成功的有光開(kāi)關(guān)調(diào)制器、光濾波器及復(fù)用器等光通信器件。MOEMS是綜合性和學(xué)科交叉性很強(qiáng)的高新技術(shù),開(kāi)展這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)研究,可以帶動(dòng)大量的新概念的功能器件開(kāi)發(fā)。 廣東本地MEMS微納米加工MEMS的繼電器與開(kāi)關(guān)是什么?

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MEMS繼電器與開(kāi)關(guān)。其優(yōu)勢(shì)是體積?。芏雀?,采用微工藝批量制造從而降低成本),速度快,有望取代帶部分傳統(tǒng)電磁式繼電器,并且可以直接與集成電路IC集成,極大地提高產(chǎn)品可靠性。其尺寸微小,接近于固態(tài)開(kāi)關(guān),而電路通斷采用與機(jī)械接觸(也有部分產(chǎn)品采用其他通斷方式),其優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)基本上介于固態(tài)開(kāi)關(guān)與傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)之間。MEMS繼電器與開(kāi)關(guān)一般含有一個(gè)可移動(dòng)懸臂梁,主要采用靜電致動(dòng)原理,當(dāng)提高觸點(diǎn)兩端電壓時(shí),吸引力增加,引起懸臂梁向另一個(gè)觸電移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)至總行程的1/3時(shí),開(kāi)關(guān)將自動(dòng)吸合(稱(chēng)之為pullin現(xiàn)象)。pullin現(xiàn)象在宏觀世界同樣存在,但是通過(guò)計(jì)算可以得知所需的閾值電壓高得離譜,所以我們?nèi)粘V袔缀醪粫?huì)看到。

MEMS特點(diǎn):

1.微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。

2.以硅為主要材料,機(jī)械電器性能優(yōu)良:硅的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng),密度類(lèi)似鋁,熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。

3.批量生產(chǎn):用硅微加工工藝在一片硅片上可同時(shí)制造成百上千個(gè)微型機(jī)電裝置或完整的MEMS。批量生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本。

4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體,或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列,甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。

5.多學(xué)科交叉:MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科,并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多成果。 PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構(gòu)成MEMS技術(shù)的必備工藝。

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MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):

1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長(zhǎng),它們各自比相應(yīng)的電磁波的傳播速度的波長(zhǎng)小十萬(wàn)倍。在VHF和UHF波段內(nèi),電磁波器件的尺寸是與波長(zhǎng)相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學(xué)模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號(hào)的聲波波長(zhǎng)相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應(yīng)電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。

2.由于聲表面波系沿固體表面?zhèn)鞑?,加上傳播速度極慢,這使得時(shí)變信號(hào)在給定瞬時(shí)可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當(dāng)信號(hào)在器件的輸入和輸出端之間行進(jìn)時(shí),就容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡(jiǎn)單的方式去。完成其它技術(shù)難以完成或完成起來(lái)過(guò)于繁重的各種功能。

3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過(guò)光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術(shù),實(shí)現(xiàn)的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。 基于MEMS技術(shù)的RF射頻器件是什么?北京MEMS微納米加工的傳感器

基于MEMS技術(shù)的SAW器件是什么?北京MEMS微納米加工的生物傳感器

MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于,通過(guò)微型化、集成化來(lái)探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng),開(kāi)辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù),也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中,把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没?,?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))大量用于汽車(chē)安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車(chē)的各個(gè)領(lǐng)域,隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點(diǎn),對(duì)小體積高性能的MEMS產(chǎn)品需求增勢(shì)迅猛,消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。北京MEMS微納米加工的生物傳感器