MEMS

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Princip gyroskopu se sensorem typu MEMS
Princip mikroskopie atomárních sil; Cantilever je MEMS komponenta typu "vetknutý nosník"
Mobil se sensory typu MEMS: akcelerometr, gyroskop, snímač okolního světla, snímání "blízkosti" hovořícího atp.
Dvě mikrosvěrky, které se navzájem dotýkají uvnitř sestavy NanoManipulátoru v elektronovém mikroskopu
VIDEO - Měření pomocí MEMS: Mechanické vlastnosti zlatého proužku (uvnitř transmisního elektronového mikroskopu)

MEMS a MOEMS jsou americké zkratky pro MicroElectroMechanical Systems a MicroOptoElectroMechanical Systems. Německé zdroje používají pro podobné komponenty název MikroSysteme (Technik). Japonské zdroje používají termín MicroMachines.

MikroElektroMechanické Systémy - systémy s mikrorozměry, ve kterých jsou čidla, ovladače a/nebo elektrické obvody integrovány na čipu pomocí polovodičových procesů.

Mikroelektromechanická součástka - součástka s mikrorozměry, ve které jsou integrovány ovladače, čidla, mechanické komponenty a/nebo elektrické obvody.

Mikrostroj (micromachine) - miniaturizovaná součástka, jejíž komponenty mají velikost několika milimetrů, nebo mikrosystém, který byl vytvořen integrací takových součástek.

Mikrostrojní technologie (micromachine technology) - technologie, které se vztahují k mikrostrojům.

Mikrověda a mikrotechnika (micro-science and engineering) - věda a technika pro mikroskopický svět mikrostrojů.

Jev měřítka (scale effect) souvisí se změnami v chování objektů nebo vlastností způsobené změnou rozměrů objektů.

Mikrotribologie (microtribology) - tribologie pro mikroskopický svět mikrostrojů.

Biomimetika (biomimetics) - vytváření funkcí, které napodobují pohyby nebo mechanizmy organizmů.

Samoorganizace (self-organization) - organizace systému bez jakékoli vnější manipulace nebo řízení, kde působením kolektivní interakce mezi velkým počtem malých mikroskopických objektů nebo jevů samovolně zaniká nerovnovážná struktura.

Funkční prvky typu MEMS[editovat | editovat zdroj]

Ovladač; akční člen (actuator) - mechanická součástka, která mění různé typy energií, jako je elektrická energie, chemická energie na pohybovou energii, k provádění mechanické práce.

Mikroovladač (microactuator) - ovladač vytvořený pomocí mikrozpracování.

Ovladač buzený světlem (light driven actuator) - ovladač, který používá světlo jako řídicí signál nebo jako zdroj energie.

Piezoelektrický ovladač (piezoelectric actuator) - ovladač, který používá piezoelektrický materiál.

Slitinový ovladač s tvarovou pamětí (shape memory alloy actuator) - ovladač, který používá slitinu s tvarovou pamětí.

Elektrostatický ovladač (electrostatic actuator) - ovladač, který používá elektrostatickou sílu.

Hřebenový budicí ovladač (comb drive actuator) - elektrostatický ovladač, který sestává ze sady rovnoběžných prstů, s pevnou polohou, svázaných a prokládaných druhou sadou pohyblivých prstů.

Výkyvný motor (wobble motor) - elektrostatický motor s proměnnou mezerou, který bez klouzání vytváří rolující pohyb rotoru na excentrickém statoru.

Mikrosenzor (microsensor) - součástka vytvořená mikrozpracováním, která je používána pro měření fyzikálních nebo chemických veličin.

Biosenzor (biosensor) - senzor, který používá v součástce organické látky, které jsou určeny pro měření subsystému příslušného organizmu nebo k napodobování organizmu.

Integrovaná mikrosonda (integrated microprobe) - sonda z jednoho kusu, která kombinuje mikrosondu a obvod pro zpracování signálu.

Měřič zrychlení (accelerometer) - převodník, který mění vstupní zrychlení na výstupní veličinu (obvykle elektrickou), která je úměrná vstupnímu zrychlení.

Mikrogyroskop (microgyroscope) - mikroskopický senzor pro měření úhlové rychlosti.

Mikrozrcadlo (micromirror) - reflexní zrcadlo s mikrorozměry, které může být ovládáno pro řízení úhlu odrazu.

Skenovací zrcadlo (scanning mirror) - zrcadlo, které rastruje světelným svazkem.

Optický spínač (optical switch) - optický prvek pro spínání optických signálů bez konverze na elektrické signály.

Mikrosvěrka (microgripper) - mechanická součástka, která může uchopit mikroskopický předmět.

Mikročerpadlo (micropump) - mechanická součástka, která stlačuje malé množství kapaliny a provádí tedy její transport.

Mikroventil (microvalve) - mechanická součástka, která řídí průtok kapaliny mikroskopickým kanálem.

Integrovaná řídicí jednotka průtoku hmoty (integrated mass flow controller) - součástka pro řízení průtoku plynu, která integruje mikroventil s průtokoměrem vyrobeným pomocí mikrozpracování na substrátu.

Mikropalivová buňka (micro fuel cell) - součástka zhotovená mikrozpracováním, která přeměňuje chemickou energii paliva přímo na elektřinu pomocí elektrochemického procesu.

Technologie mikrozpracování pro výrobu MEMS[editovat | editovat zdroj]

Křemíkový proces (silicon process) - velmi přesné technologie pro zpracování křemíku.

Technologie tlustých vrstev (thick film technology) - technologie, která na substrátu vytváří tlusté vrstvy.

Technologie tenkých vrstev (thin film technology) - technologie, která na substrátu vytváří tenké vrstvy.

Objemové mikrozpracování (bulk micromachining) - proces mikrozpracování, který odstraňuje část vlastního substrátu.

Povrchové mikroopracování (surface micromachining) - proces mikroopracování, který na povrchu substrátu tvaruje různé látky do různých tvarů.

Fotolitografie (photolithography) - technika, která pomocí světla přenáší jemný obrazec na substrát.

Fotomatrice (photomask) - částečně transparentní vrstva nebo skleněná deska, která se používá pro přenos transparentního obrazce pomocí optické projekce.

Fotorezist (photoresist) - fotocitlivý materiál použitý pro fotolitografii.

Litografie elektronovým svazkem (electron beam lithography) - technika, která generuje jemný obrazec na substrát pomocí elektronového svazku.

Křemík na izolantu, SOI (silicon-on-insulator) - struktura složená z izolantu a tenké vrstvy křemíku na izolantu.

Rentgenová litografie (X-ray lithography) - technika, která přenáší jemný obrazec na substrát pomocí rentgenového záření.

Zpracování svazkem (beam processing) - proces zpracování používající svazky s vysokou hustotou energie.

Naprašování; rozprašování (sputtering) - vyrážení atomů z povrchu terče bombardováním ionty s velkou kinetickou energií a jejich následným nanášením tenké vrstvy na základní materiál.

Proces leptání (etching process) - proces odstranění materiálu pomocí chemické koroze.

Mokré leptání (wet etching) - proces leptání v kapalné fázi pomocí reaktivního chemického roztoku.

Suché leptání (dry etching) - proces leptání v parách pomocí fyzikální a/nebo chemické reakce reaktivního plynu nebo reaktivní plazmy.

Leptací bariéra (etch stop) - vrstva, která je odolná pro leptadlo a zastavuje nadměrné leptání.

Reaktivní iontové leptání, RIE (reactive ion etching) - technika, která kombinuje leptání v korozním plynu a rozprašování ionty.

Induktivně vázané plazma, ICP (inductively coupled plasma) - velmi husté plazma generované induktivní vazbou.

Vakuové napařování; nanášení z par (vapour deposition) - technologie, která nanáší látky z páry na pevný povrch.

Proces fyzikálního nanášení z par, PVD (physical vapour deposition process) - proces výroby tenkých vrstev zejména použitím fyzikálního napařování.

Galvanoplastika; elektrotváření (electroforming) - výroba, reprodukce předmětů elektrolytickým pokovováním na vřeteno, kopírovací šablonu nebo matrici, která je potom oddělena od nanesené vrstvy.

Mikroelektrojiskrové obrábění (micro-electrodischarge machining) - proces mikroobrábění používající výboj mezi mikroelektrodami a materiálem.

Proces vytlačování za horka (hot embossing process) - proces, kde profil raznice je přenášen na podložku tlakem proti substrátu, který je změkčen ohřevem.

Mikroodlévání; mikrolisování (micromoulding) - proces vytváření požadovaného tvaru mikroskopických komponent nalitím zkapalněného materiálu do formy.

Technologie spojování a montáže MEMS[editovat | editovat zdroj]

Adhezní spojování (adhesive bonding) - technika, která spojuje dva materiály pomocí polymerních materiálů jako adheziva.

Anodické spojování (anodic bonding) - technika spojování skleněného substrátu, který obsahuje pohyblivé ionty a substrátu z křemíku, kovu atd.; substráty jsou změkčeny pomocí tepla a připojeny pomocí elektrostatického přitahování elektrické dvojvrstvy vytvořené přiložením vysokého napětí napříč substrátu, přičemž křemíková strana je anodou.

Difuzní spojování (diffusion bonding) - technika spojování ohřevem pod bod tavení a stlačením pro dosažení pevnofázové adheze vzájemnou difuzí atomů.

Spojování křemíku přetavením (silicon fusion bonding) - technika spojování hydrofilizovaných substrátů vytvořených na křemíku, oxidovaném křemíku atd. pomocí primární vodíkové vazby mezi povrchy a po vyžíhání při vysoké teplotě spojení Si-O-Si.

Mikromanipulátor (micromanipulator) - mechanizmus pro manipulaci s mikroskopickými objekty, jako jsou geny, buňky, mikrokomponenty a mikronástroje.

Bezkontaktní manipulace (non-contact handling) - uchopení a pohybování objekty bez kontaktu.

Techniky hodnocení využívající MEMS[editovat | editovat zdroj]

Mikroskop s řádkovací sondou, SPM (scanning probe microscope) - mikroskop, který používá sondu s hrotem v atomárním měřítku; pro získání obrazu se provádí rozmítání v rastrovém obrazci blízkém vzorku a měří se fyzikální veličiny mezi sondou a povrchem vzorku.

Mikroskop atomární síly, AFM (atomic force microscope) - mikroskop, který měří mikroskopickou geometrii pomocí sledování posunutí špičky hrotu způsobené atomární silou mezi hrotem sondy (microcantilever) a vzorkem při rozmítání špičky hrotu v rastrovém obrazci.

Řádkovací tunelový mikroskop, STM (scanning tunnelling microscope) - mikroskop, který měří mikroskopickou geometrii udržováním tunelového proudu mezi sondou a konstantním vzorkem při rozmítání sondy v rastrovém obrazci.

Mikroskop v blízkém poli (near-field microscope) - mikroskop, který měří intenzitu elektromagnetického nebo ultrazvukového záření malým otvorem umistěným bezprostředně nad povrchem vzorku, při rastrovém snímání v tomto otvoru, pro získání obrazů s vysokým rozlišením.

Poměr výška/šířka (aspect ratio) - poměr vertikálního rozměru (výšky) k horizontálnímu rozměru (šířky) třírozměrné struktury, používaný jako index pro relativní tloušťku struktury.

Poměr výkon/hmotnost (power-to-weight ratio) - poměr výstupního výkonu k hmotnosti ovladače.

Další aplikace MEMS[editovat | editovat zdroj]

Bio-MEMS (bio-MEMS) - aplikace technologie MEMS v oblasti biologie a/nebo v biomedicínských vědách; Bio-MEMS je zkratka pro „biomedicínské MEMS“.

RF MEMS - aplikace technologie MEMS v oblasti bezdrátové komunikace, používající radiofrekvenční (vysokofrekvenční) pásma; RF MEMS je zkratka pro „radiofrekvenční MEMS“.

MOEMS - aplikace technologie MEMS v oblasti optiky; MOEMS je zkratka pro „mikro-opticko-elektromechanické systémy“.

Laboratoř na čipu (lab-on-a-chip) - systém pro chemický, biochemický nebo biotechnologický proces, který je instalován na mikročipu.

Mikro TAS (Micro Total Analysys Systems) - miniaturizované integrované systémy pro chemickou, biochemickou nebo biotechnologickou analýzu;

Mikroskopická chirurgie; mikrochirurgie (microscopic surgery; microsurgery) - chirurgická operace prováděná v pohledu mikroskopu.

Aktivní katétr; aktivní cévka (active catheter) - katétr, který může dosáhnout místo určení pomocí volného ohybu s namontovaným mikroovladačem, podle odezvy na přijaté vnější řídicí signály.

Vláknový endoskop (fibre endoscope) - nástroj, který přenáší obraz pomocí svazku optických vláken použitých uvnitř pozorovaného těla; toto pozorování je nemožné provádět přímo z vnějšku.

Chytrá pilulka (smart pill) - robot, který provádí měření a dodávání léku dovnitř těla.

Bio chip - součástka, která sestává z miniaturizovaných zkušebních částí uspořádaných na tuhém substrátu, která připouští provedení různých krátkodobých biologických reakcí.

Manipulace s buňkou (cell handling) - manipulace s buňkami nebo působení na buňky.

Spojení buněk (cell fusion) - spojování dvou sousedních buněk do jedné buňky, zmizením přepážky (septum) mezi nimi.

Řetězová reakce polymerázy (polymerase chain reaction) - <mikroelektromechanické součástky> proces zesílení syntézy velkého množství identických replik fragmentu DNA.

Odkazy na WikiStránky[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Microelectromechanical systems (https://en.wikipedia.org/wiki/Microelectromechanical_systems&oldid=717639796) na anglické Wikipedii.

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Mikrosystem (Technik) (https://de.wikipedia.org/wiki/w/index.php?title=Mikrosystem_(Technik)&oldid=152328370) na německé Wikipedii.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]