Hệ thống nano điện cơ

Review of Scientific Instruments - Tập 76 Số 6 - 2005
K. L. Ekinci1, M. L. Roukes2
1Boston University Department of Aerospace & Mechanical Engineering, , Boston, Massachusetts 02215
2California Institute of Technology Departments of Physics, Applied Physics, and Bioengineering, , 114-36, Pasadena, California 91125

Tóm tắt

Các hệ thống nano điện cơ (NEMS) đang thu hút sự quan tâm từ cả hai cộng đồng kỹ thuật và khoa học. Đây là các hệ thống điện cơ, tương tự như các hệ thống micro điện cơ, chủ yếu hoạt động trong các chế độ cộng hưởng với kích thước ở vi mô sâu. Trong lĩnh vực kích thước này, chúng có tần số cộng hưởng cơ bản cực kỳ cao, khối lượng hoạt động bị giảm thiểu, và hằng số lực có thể chấp nhận được; các hệ số chất lượng (Q) của cộng hưởng nằm trong khoảng Q∼103–105—cao hơn đáng kể so với các mạch điện cộng hưởng. Những đặc điểm này phối hợp lại khiến NEMS phù hợp với nhiều ứng dụng công nghệ như cảm biến siêu nhanh, bộ truyền động và các thành phần xử lý tín hiệu. Về mặt thực nghiệm, NEMS được kỳ vọng sẽ mở ra các cuộc điều tra về quy trình cơ học do phonon điều khiển và hành vi lượng tử của các hệ thống cơ học mesoscopic. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại những thách thức cơ bản và công nghệ đối với việc tối ưu hóa NEMS. Trong bài đánh giá này, chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về NEMS bằng cách thảo luận về triển vọng và thách thức trong lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng này và phác thảo một ứng dụng mới nổi thú vị, đó là phát hiện khối lượng nano điện cơ.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

2001, Phys. World, 14, 25

1996, Appl. Phys. Lett., 69, 2653, 10.1063/1.117548

1999, Appl. Phys. Lett., 75, 920, 10.1063/1.124554

1998, Physica B, 249–251, 784

2001, Appl. Phys. Lett., 78, 162, 10.1063/1.1338959

2001, Appl. Phys. Lett., 79, 2070, 10.1063/1.1396633

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 4455, 10.1063/1.1526941

2002, Sens. Actuators, A, 101, 215, 10.1016/S0924-4247(02)00149-8

2003, Nature (London), 421, 496, 10.1038/421496a

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 2253, 10.1063/1.1507833

1999, Physica B, 263–264, 1

2004, Appl. Phys. Lett., 84, 4469, 10.1063/1.1755417

2003, Foundations of Nanomechanics

2002, Phys. Rev. B, 66, 073406, 10.1103/PhysRevB.66.073406

2003, Appl. Phys. Lett., 83, 1240, 10.1063/1.1601311

2004, Nature (London), 431, 284, 10.1038/nature02905

1997, Phys. Rev. B, 56, 611, 10.1103/PhysRevB.56.611

2001, Crystals, Defects and Microstructures

2003, Appl. Phys. Lett., 83, 3081, 10.1063/1.1618369

1998, Proc. IEEE, 86, 1756, 10.1109/5.704281

1996, J. Appl. Phys., 80, 1951, 10.1063/1.363085

1998, J. Appl. Phys., 83, 3972, 10.1063/1.367152

1991, J. Appl. Phys., 69, 668, 10.1063/1.347347

1992, Quantum Measurement

2002, J. Appl. Phys., 92, 2758, 10.1063/1.1499745

1995, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 42, 576, 10.1109/58.393101

1982, Phase Noise in Signal Sources

1979, Nonlinear Oscillations

1959, Theory of Elasticity

1992, Sens. Actuators, A, 30, 35, 10.1016/0924-4247(92)80194-8

2004, J. Microelectromech. Syst., 13, 715, 10.1109/JMEMS.2004.835771

1994, Phys. Rev. Lett., 72, 2992, 10.1103/PhysRevLett.72.2992

1998, Nature (London), 396, 149, 10.1038/24122

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 1545, 10.1063/1.1308270

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 1884, 10.1063/1.1506790

2003, Phys. Rev. B, 67, 134302, 10.1103/PhysRevB.67.134302

2004, J. Appl. Phys., 95, 2682, 10.1063/1.1642738

1999, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 46, 1558, 10.1109/58.808881

1997, 25

1997, Appl. Phys. Lett., 71, 288, 10.1063/1.119522

2000, J. Appl. Phys., 87, 6493, 10.1063/1.372748

1987, J. Vac. Sci. Technol. A, 5, 2450, 10.1116/1.574869

1992, J. Vac. Sci. Technol. B, 10, 19, 10.1116/1.586300

2004, J. Appl. Phys., 96, 3933, 10.1063/1.1787912

2004, Phys. Rev. E, 69, 036307, 10.1103/PhysRevE.69.036307

1982, Fluid Mechanics

1985, Systems with Small Dissipation

2001, Phys. Rev. B, 64, 085324, 10.1103/PhysRevB.64.085324

2004, Appl. Phys. Lett., 85, 482, 10.1063/1.1773928

2004, Phys. Rev. Lett., 93, 185501, 10.1103/PhysRevLett.93.185501

2003

1999, Sens. Actuators, A, 72, 256, 10.1016/S0924-4247(98)00222-2

2002, Appl. Phys. Lett., 80, 1276, 10.1063/1.1449533

2000, Phys. Rev. B, 61, 5600, 10.1103/PhysRevB.61.5600

2004, Appl. Phys. Lett., 84, 972, 10.1063/1.1646213

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 2397, 10.1063/1.1316071

2000, J. Microelectromech. Syst., 9, 117, 10.1109/84.825786

1998, Proceedings Technical Digest of the 1998 Solid-State Sensor and Actuator Workshop

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 3860, 10.1063/1.1330225

2001, J. Vac. Sci. Technol. B, 19, 551, 10.1116/1.1347040

2004, Appl. Phys. Lett., 85, 5736, 10.1063/1.1832735

1978, J. Low Temp. Phys., 30, 621, 10.1007/BF00116202

1987, Phys. Rev. Lett., 59, 2079, 10.1103/PhysRevLett.59.2079

1987, Phys. Rev. B, 36, 6551, 10.1103/PhysRevB.36.6551

1990, J. Appl. Phys., 68, 5601, 10.1063/1.346971

1990, Sens. Actuators, A, 21, 323, 10.1016/0924-4247(90)85064-B

1996, Europhys. Lett., 34, 37, 10.1209/epl/i1996-00412-2

1992, Phys. Rev. Lett., 68, 3052, 10.1103/PhysRevLett.68.3052

2004, Science, 304, 74, 10.1126/science.1094419

2000, Phys. World, 13, 43

2004, Langmuir, 20, 3011, 10.1021/la035726y

2000, IEEE J. Solid-State Circuits, 35, 326, 10.1109/4.826814

1989, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 36, 452, 10.1109/58.31783

1990, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 37, 543, 10.1109/58.63111

2002, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 49, 649, 10.1109/TUFFC.2002.1002464

1927, Naturwiss., 15, 15, 10.1007/BF01504873

1929, Phys. Rev., 34, 145, 10.1103/PhysRev.34.145

1992, Phys. Rev. Lett., 72, 2992, 10.1103/PhysRevLett.72.2992

1990, Sens. Actuators, A, 21, 328, 10.1016/0924-4247(90)85065-C

1994, J. Micromech. Microeng., 4, 28, 10.1088/0960-1317/4/1/004

1993, Appl. Phys. Lett., 62, 834, 10.1063/1.108593

1990, Phys. Acoust., 19, 201, 10.1016/B978-0-12-477919-8.50011-X

1999, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 5, 83, 10.1109/2944.748109

1992, Ultramicroscopy, 42, 1638, 10.1016/0304-3991(92)90498-9

1998, J. Vac. Sci. Technol. B, 16, 3821, 10.1116/1.590416

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 1545, 10.1063/1.1308270

2003, Appl. Phys. Lett., 83, 2420, 10.1063/1.1608491

2004, Opt. Lett., 29, 1182, 10.1364/OL.29.001182

2005, Appl. Phys. Lett., 86, 013106, 10.1063/1.1843289

2002, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 8, 155, 10.1109/2944.991411

2001, Appl. Phys. Lett., 78, 4071, 10.1063/1.1381574

1999, Phys. Rev. Lett., 82, 4014, 10.1103/PhysRevLett.82.4014

2005, Bull. Am. Phys. Soc., 50, 1307

2003, Nature (London), 424, 291, 10.1038/nature01773

2003, Proc. SPIE, 5115, 64, 10.1117/12.496961

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 3845, 10.1063/1.1331090

1998, Appl. Phys. Lett., 73, 1149, 10.1063/1.122112

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 2258, 10.1063/1.1507616

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 3879, 10.1063/1.1516237

2005, Appl. Phys. Lett., 86, 133109, 10.1063/1.1896103

1990, Rev. Sci. Instrum., 61, 3763, 10.1063/1.1141550

1992, J. Vac. Sci. Technol. A, 10, 2114, 10.1116/1.577991

1993, Science, 262, 1029, 10.1126/science.262.5136.1029

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 1699, 10.1063/1.1497436

1998, Nature (London), 392, 160, 10.1038/32373

2002, Appl. Phys. Lett., 80, 3617, 10.1063/1.1479209

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 3102, 10.1063/1.1324721

2004

2004, J. Appl. Phys., 95, 3694, 10.1063/1.1650542

2003, Appl. Phys. Lett., 82, 2697, 10.1063/1.1569050

2004, Appl. Phys. Lett., 84, 1976, 10.1063/1.1667011

1997, Appl. Phys. Lett., 70, 2687, 10.1063/1.118994

2000, Nature (London), 404, 974, 10.1038/35010065

2002, Appl. Phys. Lett., 81, 31, 10.1063/1.1491300

2002, Phys. Rev. B, 66, 045302, 10.1103/PhysRevB.66.045302

2004, Phys. Rep., 395, 159, 10.1016/j.physrep.2003.12.005

1984, Applications of Piezoelectric Quartz Crystal Microbalances

1998, J. Vac. Sci. Technol. A, 16, 1857, 10.1116/1.581118

1997, Surface-Launched Acoustic Wave Sensors: Chemical Sensing and Thin-Film Characterization

1995, Appl. Phys. Lett., 66, 1695, 10.1063/1.113896

2000, Appl. Phys. Lett., 77, 450, 10.1063/1.127006

2000, J. Vac. Sci. Technol. B, 18, 612, 10.1116/1.591247

2005, Am. Phys. Soc., 50, 1132

2002, Mass Spectrometry Principles and Applications

1959, Proceeding of American Physical Society Meeting

1993, J. Microelectromech. Syst., 2, 1

Thông tin
Thông tin xuất bản

Review of Scientific Instruments

Tập 76 Số 6

Thông tin tác giả