Generalità Magnetica Attiva di MNEMS

Da Prof. Hans H Gatzen

Prof. Mano H Gatzen, Leibniz Universitaet Hannover, Centro per Tecnologia di Produzione, Istituto per Micro Tecnologia di Produzione, Un der Universitaet 2, 30823 Garbsen, Istituto di Tecnologia della Germania, Karlsruhe, Istituto per Tecnologia di Microstruttura,
Herrmann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germania. Autore Corrispondente: gatzen@impt.uni-hannover.de

Introduzione

Per i micro e sistemi elettromeccanici nani (MNEMS), ci sono due principi fisici che si prestano particolarmente bene per l'esecuzione nella tecnologia di sottili pellicole: il principio elettrostatico ed elettromagnetico (più, in senso stretto, quello elettrodinamico). Confrontato alle unità elettrostatiche, quei elettromagnetici sono più robusti, capaci di raggiungimento delle forze più elevate, ma anche più complessi e meno applicabili per miniaturizzazione estrema. Ci sono due tipi di forze magnetiche che possono essere impiegate: (1) forze di Maxwell applicate in un approccio a resistenza variabile (la lunghezza di un intraferro fra due pali è minimizzata) e (2) Forze di Lorentz, con un conduttore di trasporto corrente che è esposto ad un B-Campo magnetico. Mentre ci sono varie attività di ricerca in vari campi dell'applicazione, c'è ancora una mancanza sostanziale di commercializzazione, poichè vederemo.

Applicazioni Ottiche

L'Istituto di Tecnologia di Karlsruhe (KIT), Germania, ha sviluppato un azionatore di sottili pellicole che approfitta di una lega dotata di memoria ferromagnetica (FSMA). Concede gestire un micromirror in serie con due gradi di libertà. Il principio di attuazione è basato (che è non magnetico) su una trasformazione ferromagnetica e martensitica. Il sistema è inteso per uso come analizzatore per scansione. Il Leibniz Universitaet Hannover (LUH), Germania, ha sviluppato un microactuator ferrofluidic proposto per gestire elettromagnetico di un sistema micro-ottico adattabile. L'ultimo consiste di una schiera dei microcoils per la manipolazione della posizione di un ferrofluidic inserisce un microchannel. Spostando la spina del ferrofluid, un liquido otticamente attivo è mosso e forma una lente liquida con una lunghezza focale regolabile.

Microfluidic ed Applicazioni Biomediche

L'Università di Ajou a Suwon, Corea del Sud, ha sviluppato un microactuator con tre diaframmi che possono essere guidati determinato. L'azionatore consiste dei diaframmi parilenici, delle spirali di rame a spirale e dei magneti permanenti. Un Altro esempio di un micropump è un microsistema sviluppato dall'Università di Hsinchu in Taiwan ha inteso per le applicazioni pneumatiche. Caratterizza un azionatore della membrana dell'elastomero con una spirale semi-incassata.

Un approccio attraente per il trasporto dei composti biologici sta coniugandoli alle perle magnetiche. L'Università di Nagoya nel Giappone ha messo a punto un sistema per l'agitazione magnetica della perla, combinarsi spirali piane a più strati nella tecnologia di cavo della flessione con un magnete permanente. Il LUH ha sviluppato un microsistema per la consegna forza-migliorata magnetica del gene. La Coniugazione dei geni con le nanoparticelle magnetiche tiene conto la manipolazione magnetica di questi complessi. Il microactuator magnetico caratterizza una riga dei pali determinato eccitabili per magneticamente l'attuazione dei questi complessi.

L'Arizona State University a Tempe, Arizona, ha sviluppato un microspeaker MEMS per le applicazioni di udito. Il risultato è un microspeaker completamente integrato e elettromagneticamente attivato con un discreto, la cera tenuta da adesivo, magnete delle particelle ND-Tecnico di assistenza-b. Il LUH ha progettato un servizio di microactuator come protesi acustica impiantabile per sormontare il ambylacousia. L'azionatore consiste di un sistema meccanico che contiene uno stantuffo tuffante, un capo e una membrana come pure un'unità elettromagnetica che contengono un sistema della spirale, le guide molli del flusso magnetico e una chiusura di cambiamento continuo situata al di sotto del sistema meccanico. Sia le restrizioni fisiologiche nell'orecchio medio che la coclea hanno definito la dimensione massima del microactuator. Il sistema meccanico era primo progettato riguardo alla frequenza di risonanza.

Comunicazioni e Tecnologie Informatiche

Ci sono vari approcci al tipo opzioni di RF (cioè microrelays della ricerca MEMS di comportamento per le applicazioni di frequenza di RF. L'Università Normale della Cina Orientale a Shanghai, PRC, ha sviluppato un microactuator elettromagnetico bistabile. La Sua orma è di 2 millimetri x 2,2 millimetri. Te ha richiesto l'impulso di corrente è di 50 mA; il tempo di commutazione è 20 µs. L'Università in Orono, Maine, ha sviluppato un azionatore elettromagnetico Bidirezionale. Da costruzione su un wafer singolo, con un microcoil dell'Au, la membrana di NiFe con i lati di supporto e un magnete permanente di Copto integrato nella membrana. Il Photoresist servisce da livello sacrificale tenere conto la parte superiore attivare dopo il completamento del montaggio. Altre entità che conducono la ricerca sul tipo relè di MEMS sono Shanghai Jiao Tong University, PRC, Uc Berkeley, Università di Minnesota Minneapolis, entrambe l'U.S.A., l'Università Tecnologica di Pechino, nel PRC e la Louisiana State University a Baton Rouge, U.S.A.

Per il raggiungimento della prestazione lettura /scrittura ottimale nelle Unità Disco Dure (HDD), una testina di registrazione è stata allineata perfettamente rispetto alla pista di dati da scrivere o indicare. Per raggiungere una registrazione perfetta della pista, l'uso degli azionatori della doppio-fase (DSA) è stato suggerito per un po'di tempo. Approfittando di Micro tecnologia di Sistema (MEMS) Elettromeccanica, il LUH ha sviluppato un Cursore con un Microactuator Integrato (ESILE) per uso nelle Unità Disco Dure (HDD). Collocando l'elemento lettura /scrittura su un piccolo chiplet piuttosto sul margine posteriore di un cursore, la progettazione promette di essere costata non Xerox.

Applicazione Automobilistica

Sebbene i sistemi del giroscopio per la misura della deviazione della rotta siano sensori, richiedono un'attuazione. Ci sono egualmente principi fisici alternativi applicati, due quei più importanti sono un disco e un diapason. L'Università nazionale di Cheng Kung a Tainan, Taiwan, ha sviluppato un tipo girobussola di MEMS con un disco reciproco girante con unità elettromagnetica. Bosch, Germania ha sviluppato elettromagneticamente guidato, tipo giroscopio del diapason per le applicazioni automobilistiche. L'inizio di produzione era nel 1998. Ciò sembra essere la sola unità elettromagneticamente attivata di MEMS, che ha veduto la produzione su grande scala.

Conclusione

Nella ricerca, c'è un considerevole interesse in unità elettromagnetiche ed elettrodinamiche di MNEMS. Le Numerose entità della ricerca stanno guardando in varie applicazioni, fornenti le soluzioni interessanti nelle aree di ottico, di biomedico, la comunicazione e le tecnologie informatiche come pure la tecnologia automobilistica. Tuttavia, automobilistica sembra essere la sola area, che ha veduto la commercializzazione di micro unità magnetiche di attuazione, abbastanza interessante nel campo di percezione.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Feb 19, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:25

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