有效的磁性 MNEMS 概览

汉斯 H Gatzen 教授

现有量 H Gatzen, Leibniz Universitaet 汉诺威,生产技术,微生产技术, Der Universitaet 2, 30823 Garbsen,德国,卡尔斯鲁厄技术研究所,微结构技术学院学院中心教授,
Herrmann 冯Helmholtz Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen,德国。 对应的作者: gatzen@impt.uni-hannover.de

简介

对于微和纳诺机电系统 (MNEMS),有特别很好借的二个实际原则为被执行在薄膜技术: 静电和电磁式原则,严格上讲, (加上电动力学一个)。 与静电设备比较,电磁式那些为极其小型化是稳健,能够达到更强的强制,而且复杂和较不可适用的。 有可能被使用磁力的二种类型: (1) 在一个可变磁阻途径应用的麦克斯韦强制 (空气隙的长度二根杆之间的减到最小) 和 (2) 洛仑兹力,当一个当前运载的导体显示在一个磁性 B 。 当有各种各样的研究活动以多种应用领域时,仍有大量的缺乏商品化,因为我们将看见。

光学应用

卡尔斯鲁厄技术研究所 (工具箱),德国,发展了利用一铁磁形状记忆合金的一个薄膜致动器 (FSMA)。 它准许控制与二个自由程度的一批量 micromirror。 驱动原则在一个铁磁和马氏体的 (无磁性) 转换基础上。 这个系统供使用使用作为一台光扫描器。 Leibniz Universitaet 汉诺威 (LUH),德国,开发了为电磁控制建议的一 ferrofluidic microactuator 一个可适应的微光学的系统。 后者包括一一些操作的位置 microcoils ferrofluidic 接通微通道。 通过偏移 ferrofluid 插件,光学上有效的流体被移动并且形成有一个可调整的焦距的一个液体透镜。

Microfluidic 和生物医学的应用

Ajou 大学在水源,韩国,开发了与可以单个驱动的三张膜片的一 microactuator。 致动器包括聚对二甲苯基的膜片、螺旋铜卷和永久磁铁。 micropump 的另一个示例是新竹大学开发的微系统在台湾为气动力学的应用打算。 它以有半嵌入卷的一个弹性体膜致动器为特色。

运输的生物化合物一个有吸引力的途径共轭他们对磁性小珠。 名古屋大学在日本在导电线海底电报技术开发了磁性小珠鼓动的,结合一个系统多层平面的卷以永磁铁。 LUH 开发了磁性强制改进的基因发运的一个微系统。 共轭与磁性 nanoparticles 的基因允许这些复杂的磁性处理。 磁性 microactuator 以单个磁性开动的这些复杂可激发的杆为特色行。

亚利桑那州立大学在坦佩,亚利桑那,开发了听到应用的一 microspeaker MEMS。 这个结果是与分离的一充分地集成,电磁式开动的 microspeaker,被结合的蜡, Nd FeB 微粒磁铁。 LUH 设计一项 microactuator 服务作为一个可植入的可移植的助听器解决 ambylacousia。 致动器包括包含柱塞的一个机械系统、上司和包含卷系统、软的磁性焊剂指南和涨潮关闭的膜以及一个电磁式设备位于在机械系统下。 在中耳的生理限制和耳蜗定义了 microactuator 的最大的范围。 机械系统是首要的设计关于谐振频率。

通信和计算机科技

有执行研究 MEMS 类型的多种途径 RF 切换 (即 RF 频率应用的 microrelays。 中国东部师范大学在上海,中华人民共和国,开发了一双稳的电磁式 microactuator。 其脚印是 2 mm x 2.2 mm。 Te 要求了电瘤冲是 50 mA; 切换时间是 20 µs。 大学在 Orono,缅因,发展了一个双向电磁式致动器。 它在一个唯一薄酥饼被制造,与一澳大利亚 microcoil, NiFe 膜有支持的行程的和哥普特人永磁铁集成在膜。 光致抗蚀剂担当一块牺牲层允许顶部在制造的完成以后开动。 开展对 MEMS 类型继电器的其他实体研究是上海焦钳子大学、中华人民共和国、加州大学伯克利分校、明尼苏达大学在米尼亚波尼斯,两美国、北京科技大学,中华人民共和国和路易斯安那州立大学在巴吞鲁日,美国。

对于完成在磁盘驱动器的最佳的读/写性能 (HDD),录音磁头与将被写或读的数据磁道完全对齐。 要达到一个理想的跟踪注册,使用双重阶段致动器 (DSA)有一阵子被建议。 利用微机电 (MEMS)系统技术, LUH 发展了有集成 Microactuator 的一个滑子 (亭亭玉立) 用于磁盘驱动器 (HDD)。 通过相当安置这个读/写要素在一小的 chiplet 在滑子的机体后缘,这个设计承诺花费竞争。

汽车应用

虽然弹道正切角评定的陀螺仪系统是传感器,他们要求驱动。 也有被运用的替代实际原则,二最重要部分是光盘和音叉。 国家城 Kung 大学在台南,台湾,开发了与一个相互转动的光盘的一个 MEMS 类型电罗经与电磁式驱动器。 Bosch,德国开发了一电磁式驱动,汽车应用的音叉类型陀螺仪。 在 1998年生产起始时间是。 这似乎是唯一的电磁式开动的 MEMS 设备,看到大规模的生产。

结论

在研究,有严重的兴趣在电磁式和电动力学的 MNEMS 设备上。 许多研究实体在区查找以多种应用,搞到有趣解决方法光学,生物医学,通信和计算机科技,以及汽车技术。 然而,汽车似乎是唯一的区,看到磁性微驱动设备的商品化,足够有趣在感觉领域。

版权 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:07

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