НЭМС. Наноэлектромеханические системы презентация

Содержание

НЭМС Микроэлектромеханические системы (МЭМС) – это уже отработанная технология производства интегральных устройств с механическими и электрическими подсистема с микрометровыми размерами. Если размеры системы уменьшаются меньше 1 микрона, то такие системы стали

Слайд 1НЭМС
Наноэлектромеханические системы

Слайд 2НЭМС
Микроэлектромеханические системы (МЭМС) – это уже отработанная технология производства интегральных устройств

с механическими и электрическими подсистема с микрометровыми размерами. Если размеры системы уменьшаются меньше 1 микрона, то такие системы стали называть по аналогии – наноэлектромеханическими системами (НЭМС).

НЭМС – технология зарождающаяся, находится на стадии научных исследований, в производстве практически не задейстована.







Слайд 3НЭМС

Наномеханический резонатор

Слайд 4Способы изготовления

Две основные концепции изготовления НЭМС:
сверху-вниз(top-down) и cнизу-вверх (bottom-up)

Слайд 5Способы изготовления

Подход сверху-вниз(top-down):

Фотолитография в глубоком ультрафиолете (EUV, >10 нм,
синхротроны

или плазма, разогреваемая импульсом лазера)
Электронно-лучевая литография (EBL, <10 нм, катоды
с горячей или холодной эмиссией)
Рентгеновская литография (X-ray Lit., < 1 нм,синхротроны)
Зондовая литография (Probe Lit., ~10нм,
сканирующий туннельный микроскоп)
Нанопечатная литография (Nanoimprint, ~10нм, нано-
печатные маски)

Слайд 6Способы изготовления

Зондовая литография



Слайд 7Способы изготовления

Нанопечатная литография



Слайд 8Способы изготовления

Подход cнизу-вверх (bottom-up):

Изготовление нанонитей др. наноструктур для НЭМС:

1. Бескаталитическое

осаждения из газовой фазы (CVD).
2. Каталитическое осаждение из газовой и жидкой фазы
(VLS, SLS)
3. Темплатное изготовление (на основе матриц из нано-
пористого алюминия и трековых мембран)
4. Электроспинниг (электроформование).

Слайд 9Способы изготовления

Каталитический рост нанонитей (VLS и SLS)



Нанонити InP, выращенные по механизму

VLS

Слайд 10Способы изготовления

Темплатный метод



Мембраны нанопористого алюминия

Слайд 11Способы изготовления

Электроспиннинг



Нанонити, полученные с помощью электроспиннинга
Установка по изготовлению нановолокон методом

электроспиннинга

Слайд 12Способы изготовления

Электроспиннинг



Нанонити, полученные с помощью электроспиннинга
Установка по изготовлению нановолокон методом

электроспиннинга

Слайд 13Применение НЭМС

Не смотря на то, что существуют НЭМС – нано-захваты или

нано-
электромеханические реле, основное и самое перспективное применение НЭМС – это датчики ультрамалых масс, сил, смещений и заряда. Все эти высокочувствительные датчики строятся по схожему принципу – используя в качестве основного элемента механические нанорезанаторы различной конфигурации.

Слайд 14НЭМС - резонатор

Обобщенная схема работы датчиков на основе наномеханических резонаторов

Слайд 15НЭМС - резонатор

Плюсы:
Высокие частоты – возможность избавиться от сторонних воздействий (

от тепловых колебаний ћω≥kBT, где ω – частота резонатора, при 50 мК – 1ГГц);
Высокая добротность (до 10000) и малое энергопотребление (< 1 мкВт);
Минусы:
Сложность сохранения точных геомет-рических размеров. Сильно возрастает роль поверхностных эффектов (из-за увеличения отношения поверхность-объем);
Необходимость охлаждения;


Слайд 16НЭМС - резонатор



Процесс изготовления НЭНС-резонатора (подход сверху-вниз, электронно-лучевая литография):
НЭНС-резонатор (подход снизу-вверх,

нано литография):

Слайд 17Характеристики НЭНС-резонаторов



 
Основные материалы, из которых изготавливаются наномеханические резонаторы
Повысить резонансную частоту можно

используя более толстые и короткие балки из более упругих и легких материалов

Слайд 18Измерение резонансной частоты НЭМС

Для измерения резонансной частоты часто применяют ряд методик,

таких как магнитодвижущий, электродвижущий, оптический методы.

При магнитодвижущем методе детектирования в АЧХ наблюдается провал на резонансной частоте

Слайд 19Измерение резонансной частоты НЭМС

Электродвижущий метод

При магнитодвижущем методе детектирования в АЧХ наблюдается

пик на резонансной частоте

Слайд 20Измерение резонансной частоты НЭМС

Оптический метод

Слайд 21Параметры современных НЭМС

Слайд 22Параметры современных НЭМС

Слайд 23Измерение малых масс

 

Слайд 24Измерение малых сил и смещений

 

Слайд 25Применения
Количество материалов и применяемые процессы, чтобы сделать другие Microtechnologies значительно превышает те, которые

используются для производства интегральных схем.

Слайд 26Применения: примеры
Оптический микрофотография швейная игла.Игла на MEMS с зеркалами оптического

коммутатора (слева), разработанной Lucent. Схема (справа) показывает, как наклон зеркал направляет сигнал от одного волокна к другому, независимо от длины волны света.

"Millipede" технология хранения данных, разработанные IBM. Схематическое изображение (слева) принципа электромагнитного управления и записи с помощью массива микрокантилеверов для термической записи и чтения наноразмерных бит информации. Схематическое изображение (справа) микрокантилеверов: нагретый зонд для написания битов, а затем их считывания.

Слайд 27Моделирование с ANSYS
1. Построение 3D модели
2. Предварительная обработка в ANSYS
задание граничных

условий
задание cвойства материалов и элементов
3. ANSYS решение 4. Задание с помощью MEMS Pro дополненых условий
в ANSYS

Слайд 28Моделирование с COMSOL Multiphysics

Слайд 29Моделирование с COMSOL Multiphysics
разный дизайн
Исследование резонансных частот
Исследование влияния теплового стресса

на резонансную частоту
Оптимизация дизайна
Расчет добротности резонатора

Слайд 30Список литературы

1. “Наномеханические резонаторы” Гринберг Я.С., Пашкин Ю. А., Ильичев Е.

В., Успехи Физических Наук,т. 182, №4, 2012,
2. “Nanoelectromechanical systems”, K. L. Ekincia, M. L. Roukes, REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 76, 061101, 2005.
3. “Nano- and Microelectromechanical Systems”, S. E. Lyshevski, CRC Press, 2001.

Похожие презентации

Льготные инвестиционные кредиты 220
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА ОТКАЗОВТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 267
Химия белков 1342
Модернизация структуры распространения бесплатной рекламной газеты Ва-Банкъ г.Владимир на 2007 г. 202
Лицейские годы А.С.Пушкина 220
gorod moey mechty 2003 230

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика