A mikrorendszerének egy mikrorendszerének készült félvezető anyagok . Ez magában foglalja egy vagy több mechanikai elemeket , és használja a villamos energia forrásként energiát , azzal a céllal, hogy elvégzi egy szenzor vagy működtető funkciót , legalább egy szerkezet, amelynek mikrometrikus méretei ; a rendszer funkcióját részben e szerkezet formája biztosítja. A mikroelektromechanikus rendszerek kifejezés az angol MEMS ( Microelectromechanical systems ) rövidítés francia változata . Európában az MST kifejezés a MicroSystem Technology esetében is használatos, bár sokkal kevésbé elterjedt.
Mikroelektronikai technikák alapján a MEMS mikrotechnológiákat alkalmaz gyártásukhoz , amelyek lehetővé teszik a nagyüzemi gyártást. Olyan változatos területeken használják őket, mint az autóipar , a repülés , az orvostudomány , a biológia , a telekommunikáció , valamint bizonyos „mindennapi” alkalmazásokban, például bizonyos videoprojektorokban, nagyfelbontású televíziókban vagy a gépkocsik légzsákjaiban .
Az 1970-es évek elején fejlesztették ki a mikroelektronika származékaként, és első forgalomba hozataluk az 1980-as évekig nyúlik vissza szilícium nyomásérzékelőkkel, amelyek gyorsan felváltották a régebbi technikákat, és még mindig jelentős részét képezik a mikroelektronika piacának. Azóta a MEMS jelentős fejlődésen ment keresztül és még mindig virágzik.
Ez egy viszonylag friss kutatási terület, amely ötvözi az elektronikus , számítógépes , kémiai , mechanikai , optikai technikák alkalmazását . MEMS a leggyakrabban a szilícium-alapú, de más anyagok is használhatók attól függően, hogy a alkalmasságát fizikai tulajdonságaik bizonyos alkalmazásokhoz, mint például a fémek , piezoelektromos anyagok , különböző polimerek , stb
E terület fejlődésével szembesülve a speciális MEMS kijelölésére származtatott kifejezéseket láttunk:
Megemlítünk egy új kifejezést, a NEMS ( Nano Electro Mechanical Systems ), a Nanosystems francia nyelven, amely a MEMS-hez hasonló, de nanometrikus méretű struktúrákat jelöl.
A szilícium a modern iparban a szórakoztató elektronikában általánosan használt integrált áramkörök létrehozására szolgál. A méretgazdaságosság , a kiváló minőségű anyagok alacsony áron való elérhetősége és az elektronikus funkcionalitás beépítésének képessége vonzó anyaggá teszi a szilíciumot a MEMS alkalmazások széles körében. A szilíciumnak anyagi tulajdonságai révén is jelentős előnyei vannak. Egykristályok formájában a szilícium szinte tökéletes Hooke anyag , ami azt jelenti, hogy hajlítva gyakorlatilag nem tapasztal hiszterézist, és ezért gyakorlatilag nincs energiaelvezetés. Ezenkívül ez a mozgás megismételhető, ami szintén nagyon megbízhatóvá teszi a szilíciumot, mert nagyon kevés fáradtságot szenved és több milliárd milliárd ciklus nagyságú élettartama lehet törés nélkül.
Noha az elektronikai ipar méretgazdaságosságot biztosít a szilíciumipar számára, a kristályos szilícium még mindig összetett anyag és viszonylag drága az előállítása. Másrészt a polimerek nagy mennyiségben állíthatók elő, sokféle anyagjellemzővel. A MEMS eszközök polimerekből előállíthatók olyan eljárásokkal, mint fröccsöntés , domborítás vagy sztereolitográfia, és különösen jól alkalmazhatók mikrofluidikus alkalmazásokhoz , például eldobható vérvizsgálati patronokhoz.
A fémek MEMS elemek létrehozására is felhasználhatók. Bár a fémek nem rendelkeznek a szilícium összes mechanikai előnyével, a MEMS felhasználási korlátain belül nagyon magas fokú megbízhatóságot mutatnak. A fémeket elektrodepozícióval, vákuumszórással vagy porlasztással lehet felhordani. Az általánosan használt fémek közé tartozik az arany , a nikkel , az alumínium , a réz , a króm , a titán, a volfrám, a platina és az ezüst.
A mikrorendszerek gyártási technikái nagyrészt a mikroelektronika technikáiból származnak. A szilícium ostyák közül általában szubsztrátot használnak, és a mikrorendszereket az epitaxia , a gyanta lerakódás, a fotolitográfia és a száraz vagy nedves maratás lépései követik .
A mikrorendszer-technikák főbb sajátosságai a mikroelektronikához képest a mozgó alkatrészek előállításához kapcsolódnak, ezért viszonylag elszakadnak a szubsztráttól, amelyet általában áldozati réteg igénybevételével kapnak.
A MEMS mechanikus mechanizmusokból (rezonátorok, gerendák, mikromotorok stb.) Áll, amelyek mikrometrikus skálán szilíciumra készülnek. Ezeket a különböző mechanikai elemeket az elektromechanikus átalakítók által generált erőknek köszönhetően mozgásba hozzák (működtetik) . Ezeket a szomszédos elektronikus áramkörök által előállított feszültségek táplálják. Az elektromechanikus átalakítók ezután a mechanikai és az elektromos mezõ közötti interfész szerepét töltik be. Elektrosztatikus vagy kapacitív átalakítókat használnak ott leggyakrabban, bár találkozhatunk elektromechanikus interfészekkel mágneses és termomechanikus jelenségek alapján .
Ha a laboratóriumok rengeteg MEMS-t képzeltek el és állítottak elő, az elektronikától a biológiáig terjedő alkalmazásokkal, a legfontosabbak (iparilag):