Un grupo de investigación dirigido por NIMS logró desarrollar un voladizo de diamante de alta calidad con uno de los valores de factor Q de más alta calidad a temperatura ambiente jamás alcanzado. El grupo también logró por primera vez en el mundo desarrollar un solo diamante de cristalChip de sensor de sistemas microelectromecánicos MEMS que puede ser accionado y detectado por señales eléctricas. Estos logros pueden popularizar la investigación en MEMS de diamante con una sensibilidad significativamente mayor y mayor confiabilidad que los MEMS de silicio existentes.
sensores MEMS - en los que los voladizos microscópicos haces proyectados fijados en un solo extremo y los circuitos electrónicos están integrados en un solo sustrato - se han utilizado en sensores de gas, analizadores de masas y sondas de microscopio de barrido. Para aplicar sensores MEMSEn una variedad más amplia de campos, como la prevención de desastres y la medicina, su sensibilidad y confiabilidad deben incrementarse aún más. La constante elástica y la constante mecánica del diamante se encuentran entre las más altas de cualquier material, por lo que es prometedor para su uso en el desarrollo desensores MEMS confiables y sensibles. Sin embargo, la microfabricación tridimensional del diamante es difícil debido a su dureza mecánica. Este grupo de investigación desarrolló un método de fabricación de "corte inteligente" que permitió el microprocesamiento del diamante utilizando haces de iones y logró fabricar un solo voladizo de diamante de cristalen 2010. Sin embargo, el factor de calidad del voladizo de diamantes fue similar al de los voladizos de silicio existentes debido ala presencia de defectos superficiales
El grupo de investigación desarrolló posteriormente una nueva técnica que permite el grabado a escala atómica de superficies de diamante. Esta técnica de grabado permitió al grupo eliminar defectos en la superficie inferior del voladizo de diamante de cristal único fabricado utilizando el método de corte inteligente. El voladizo resultante mostró Qvalores de factor - un parámetro utilizado para medir la sensibilidad de un voladizo - mayor que un millón; entre los más altos del mundo. El grupo formuló un nuevo concepto de dispositivo MEMS: integración simultánea de un voladizo, un circuito electrónico que oscila el voladizo yun circuito electrónico que detecta la vibración del voladizo. Finalmente, el grupo desarrolló un solo chip MEMS de diamante de cristal que puede ser accionado por señales eléctricas y demostró con éxito su funcionamiento por primera vez en el mundo. El chip exhibió un rendimiento muy alto;era altamente sensible y capaz de operar a bajos voltajes y a temperaturas de hasta 600 ° C.
Estos resultados pueden acelerar la investigación sobre tecnología fundamental vital para la aplicación práctica de chips MEMS de diamante y el desarrollo de sensores extremadamente sensibles, de alta velocidad, compactos y confiables capaces de distinguir masas que difieren en una molécula tan liviana.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales, Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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