這聽起來可能有點超前,但我們大多數人已經在使用這項技術,卻沒有真正意識到它。僅舉幾個,PiezoMEMS技術用于手機中的超高速攝像頭,在高速互聯網傳輸中發揮重要作用。它為機器提供了在廢物回收過程中分離不同種類塑料的能力,并可用于檢查我們養魚場的水質。 PiezoMEMS是壓電微機電系統的縮寫,這方面的工藝研究已經進行了將近20年。PiezoMEMS是一項包含尺寸遠小于半毫米的組件的小型機械系統,可應用到我們能想到的幾乎所有東西上,最大特點是耗電少,基于基于這種技術變焦鏡頭可以在1毫秒內改變形狀,對焦速度比其他快得多。 PiezoMEMS是如何工作的? 當壓電晶體變形時,其兩端感應出電荷,這是1880年,雅克和皮埃爾·居里發現的壓電效應。在這種晶體中,原子并不是完全對稱排列的。這意味著當材料變形時,正負電荷(原子)之間的平衡被破壞,導致材料上感應出凈電荷。 目前,MEMS先鋒們已經開發了一種將硅與壓電PZT(一種由鉛、鋯、鈦和氧組成的硬陶瓷物質)集成的工藝,這使得制造PiezoMEMS晶圓成為可能。隨后,再將PiezoMEMS晶圓切割成MEMS芯片,這些芯片由半毫米厚的硅片制成,看起來有點像大型光盤,上面覆蓋著一層薄的(100納米)鉑電極涂層。在其頂部是一層壓電薄膜,由1-2微米厚的PZT材料(鉛鋯鈦氧化物)層組成。 壓電陶瓷薄膜使得小型微系統能夠以最小的能量消耗快速移動。這種材料在受到壓力時也會產生電壓,從而可以用作傳感器。例如,汽車中的安全氣囊傳感器實際上是一個小型MEMS加速度計,如果您乘飛機旅行,高度計和速度計系統中很可能有一個MEMS壓力傳感器。 比閃電還快的激光傳輸 使用壓電MEMS技術——激光傳輸,可能會徹底改變高速互聯網系統和5G網絡的部署。該技術非常適用于難以鋪設電纜且WiFi信號之間存在干擾的密集建筑區域。 用激光傳輸信息,就像用光纖一樣,只是不用光纖,而是用激光瞄準200米外的一個小目標點。這是一個挑戰,這就是MEMS芯片的用武之地,它相當于一面3 x 3毫米的鏡子。因為它的反應非常快,所以鏡子可以校正激光束,使它總是擊中遠處的接收器,即使塔樓在風中搖擺,周圍有人。(鐠元素)
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