微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的尺寸、重量和功率不斷縮小,可以替代商用的現(xiàn)成的傳感器和系統(tǒng),這使它們?cè)诟鞣N重要的應(yīng)用中具有吸引力,包括通信、生物醫(yī)學(xué)、汽車、軍事和航空航天環(huán)境。傳統(tǒng)的硅(Si)MEMS傳感器不適合在惡劣的環(huán)境中應(yīng)用,因?yàn)楣桦娮悠骷凇?50℃時(shí)就會(huì)失效,硅的機(jī)械性能在500℃以上就會(huì)退化。然而,從工業(yè)到太空等不同領(lǐng)域都非常需要能夠在惡劣環(huán)境中工作的傳感器,有時(shí)甚至需要在極端溫度、高輻射和/或腐蝕性氣體中工作。因此,研究人員已經(jīng)研究了一些材料,這些材料在本質(zhì)上更能容忍這些極端情況。適應(yīng)這些極端情況的材料。寬帶隙材料,如III-氮化物、碳化硅 碳化硅(SiC)和類金剛石碳(DLC)已經(jīng)成為硅以外的有前途的替代品,用于MEMS在惡劣環(huán)境下的操作。由于其卓越的電子、機(jī)械、熱和化學(xué)特性,已經(jīng)成為硅以外的有前途的替代品,可用于MEMS在惡劣環(huán)境中的操作。
來(lái)自佛羅里達(dá)大學(xué)和美國(guó)國(guó)家航空航天噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)于近日在ADWANCED FUNCTIONAL MATERIALS期刊發(fā)表了一篇題為“AlScN-on-SiC Thin Film Micromachined Resonant Transducers Operating in High-Temperature Environment up to 600 °C”的研究文章(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202202204),該文章主要研究并展示了AlScN/SiC薄膜微機(jī)械諧振傳感器在600℃高溫環(huán)境下的共振頻率,研究團(tuán)隊(duì)采用超靈敏的光學(xué)干涉技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一種測(cè)量,因?yàn)闆](méi)有任何金屬電極,可以排除電極在高溫下退化的影響。并且采用拉曼光譜來(lái)研究AlScN/3C-SiC薄膜微機(jī)械諧振傳感器隨溫度變化的微觀振動(dòng)。AlScN/SiC薄膜微機(jī)械諧振傳感器在不同溫度下的器件級(jí)和原子級(jí)振動(dòng)的研究,可以為進(jìn)一步分析溫度波動(dòng)如何影響內(nèi)材料提供啟示。
