Forskere udvikler sammensat accelerometer til ekstreme miljøer

Efterspørgslen efter mikroelektromekaniske systemer (MEMS), der er modstandsdygtige over for barske miljøer, vokser. Siliciumbaserede MEMS kæmper under ekstreme forhold, begrænset af deres ydeevne ved forhøjede temperaturer. Siliciumcarbid (SiC) skiller sig ud som en lovende løsning, der tilbyder uovertrufne termiske, elektriske og mekaniske fordele til at skabe varige MEMS.

På trods af sit potentiale er SiC MEMS-udviklingen udfordret af forviklingerne ved bulk-mikrobearbejdning, hvilket kræver innovative strategier til at udnytte SiC's styrker i at skabe robuste enheder. Som svar har forskere lavet et accelerometer ved hjælp af et nyt siliciumcarbid-carbon nanorør (SiC-CNT) komposit, der er i stand til at udholde alvorlig miljøbelastning.

Udgivet i Microsystems &Nanoengineering i april 2024 afslører denne forskning en revolutionerende materialesammensmeltning, der kombinerer SiC's holdbarhed med CNT'ernes alsidighed og ledende kvaliteter.

Dette arbejde forener SiC's modstandsdygtighed med alsidigheden af ​​CNT'er. Holdets tilgang involverer at dyrke en CNT-array og fortætte den med amorf SiC via kemisk dampaflejring, hvilket skaber et materiale med enestående mekanisk styrke, overlegen elektrisk ledningsevne og høj termisk stabilitet.

Denne SiC-CNT-komposit muliggør produktion af strukturer med højt billedformat, der er afgørende for følsomheden og effektiviteten af ​​MEMS-enheder, samtidig med at den sikrer robust ydeevne i ekstreme temperaturer og korrosive miljøer.

Professor Sten Vollebregt, ledende forsker, udtalte:"Dette fremskridt overvinder ikke kun langvarige fremstillingsudfordringer, men forbedrer også de mekaniske og elektriske egenskaber af MEMS-enheder betydeligt. Vores SiC-CNT-kompositaccelerometre er klar til at revolutionere implementeringen af ​​MEMS i miljøer, hvor konventionelle enheder kan simpelthen ikke overleve."

Det fremstillede kapacitive accelerometer viste komposittens potentiale i MEMS-applikationer, især for enheder, der kræver drift i høje temperaturer, høj stråling og korrosive miljøer. Sådanne accelerometre er kritiske for fly-, bil- og industriovervågningssystemer, hvor pålidelighed under ekstreme forhold er altafgørende.

Flere oplysninger: Jiarui Mo et al., Et overflademikrobearbejdet accelerometer med højt aspektforhold baseret på et SiC-CNT-kompositmateriale, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-024-00672-x

Journaloplysninger: Mikrosystemer og nanoteknik

Leveret af TranSpread