11.11.2021, 07:30
Микроэлектромеханические устройства — это устройства, составленные из механических и электрических компонентов микрометрового масштаба. Мы используем их каждый день, сами того не подозревая — в частности, в каждом смартфоне есть датчики наклона, движения и положения телефона. Таких датчиков — не менее десятка, и все они являются микроэлектромеханическими устройствами. Таков даже микрофон!
На практике порой нужны наноразмерные датчики — необходимо, чтобы их чувствительности было достаточно для взаимодействия с отдельными молекулами.
Распространение датчиков наноэлектромеханических устройств ограничено высокой стоимостью производства по традиционной технологии — на основе кремния. Новые же технологии — в частности, 3D-печать, позволяют удешевить производство и даже внести новый функционал, но характеристики таких датчиков часто оставляют желать лучшего.
Тем не менее, исследователи из политехнического университета Турина и Еврейского университета Иерусалима показали, что с помощью 3D- печати возможно получить механические нанорезонаторы с показателями на уровне кремниевых резонаторов — речь идет о добротности, прочности и стабильности резонатора.
Им удалось получить различные наноустройства (а именно мембраны и кантилеверы) путем двухфотонной полимеризации разработанных жидких основ. После этого происходит термический процесс, удаляющий всякое органическое содержимое из заготовки и оставляющий исключительно жёсткую керамическую структуру.
Полученные образцы протестировали с помощью лазерной доплеровской виброметрии. Выяснилось, что изготовленные наноэлектромеханические устройства имеют механические характеристики, сравнимые со свойствами современных кремниевых устройств, но процесс их получения гораздо более простой и быстрый. Также подкупает универсальность процесса: в устройство можно добавить особенности, которые были бы невозможны при классическом способе производства.
Статья опубликована в Nature Communications
