MEMS傳感器 - 其中微觀懸臂(僅固定在一端的投射光束)和電子電路集成在一個(gè)基板上 - 已用于氣體傳感器,質(zhì)量分析儀和掃描顯微鏡探頭。對(duì)于MEMS傳感器應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域,例如防災(zāi)和醫(yī)學(xué),其靈敏度和可靠性需要進(jìn)一步提高。金剛石的彈性常數(shù)和機(jī)械常數(shù)是所有材料中最高的,因此有望用于開(kāi)發(fā)高可靠性和靈敏度的MEMS傳感器。然而,由于其機(jī)械硬度,金剛石的三維微加工是困難的。該研究小組開(kāi)發(fā)了“智能切割”
該研究小組隨后開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù),可以對(duì)金剛石表面進(jìn)行原子級(jí)蝕刻。該蝕刻技術(shù)允許該組去除使用智能切割方法制造的單晶金剛石懸臂的底表面上的缺陷。由此產(chǎn)生的懸臂顯示出Q因子值 - 一個(gè)用于測(cè)量懸臂靈敏度的參數(shù) - 超過(guò)一百萬(wàn);在世界上最高的。該小組隨后制定了一種新穎的MEMS器件概念:同步集成懸臂,振蕩懸臂的電子電路和感應(yīng)懸臂振動(dòng)的電子電路。最后,該小組開(kāi)發(fā)出一種可以通過(guò)電信號(hào)驅(qū)動(dòng)的單晶金剛石MEMS芯片,并成功地在全球首次展示了其運(yùn)行情況。該芯片表現(xiàn)出非常高的性能;它非常靈敏,能夠在低電壓和高達(dá)600°C的溫度下工作。
這些結(jié)果可以加速對(duì)對(duì)金剛石MEMS芯片的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要的基礎(chǔ)技術(shù)的研究,以及開(kāi)發(fā)極其敏感,高速,緊湊和可靠的傳感器,這些傳感器能夠區(qū)分不同于單個(gè)分子的光的質(zhì)量。