微機電系統(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),這使它們在各種重要的應用中具有吸引力,包括通信、生物醫(yī)學、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)境中應用,因為硅電子器件在≈350℃時就會失效,硅的機械性能在500℃以上就會退化。然而,從工業(yè)到太空等不同領域都非常需要能夠在惡劣環(huán)境中工作的傳感器,有時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,這些材料在本質上更能容忍這些極端情況。適應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、機械、熱和化學特性,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。
來自佛羅里達大學和美國國家航空航天噴氣推進實驗室的研究團隊于近日在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薄膜微機械諧振傳感器在600℃高溫環(huán)境下的共振頻率,研究團隊采用超靈敏的光學干涉技術來實現(xiàn)這一種測量,因為沒有任何金屬電極,可以排除電極在高溫下退化的影響。并且采用拉曼光譜來研究AlScN/3C-SiC薄膜微機械諧振傳感器隨溫度變化的微觀振動。AlScN/SiC薄膜微機械諧振傳感器在不同溫度下的器件級和原子級振動的研究,可以為進一步分析溫度波動如何影響內材料提供啟示。