MEMS LÀ GÌ ?Là tên gọi tắt của cụm từ: Micro Electro Mechanical Systems (Hệ vi điện cơ)

Đó là sự tích hợp của các linh kiện vi cơ và linh kiện vi điện tử được chế tạo trên cùng một phiến vật liệu thường là Silic bằng công nghệ vi chế.Diện tích tổng cộng lớn thì vào cỡ hang chục centimet vuông còn nhỏ thi vào cỡ hang chục micromet vuông.

MEMS hứa hẹn cách mạng hóa các loại sản phẩm bằng cách mang các yếu tố vi điện lại với nhau trên một nền Si cơ bản theo công nghệ vi cơ, bằng cách tạo ra các hệ thống trên chip hoàn chỉnh (systems on a chip).

Công nghệ vi cơ (micromachining) và các hệ thống cơ điện (micro- electromechical system - MEMS) được dùng để tạo ra cấu trúc, linh kiện và hệ thống phức tạp theo đơn vị đo micro.

MEMS là một công nghệ có khả năng cho phép sự phát triển các sản phẩm thômg minh, tăng khả năng tính toán của các yếu tố vi điện tử với các vi cảm biến và các bộ vi kích hoạt có khả năng nhận biết và điều khiển.

MEMS đã làm một cuộc cách mạng trong việc chế tạo ra sản phẩm tinh vi lạ thường nhờ kết hợp được những cách giải quyết cực kỳ hiện đại về điện của công nghệ :

Trong một hệ thống, sự tích hợp các yếu tố vi điện xem là “bộ não”, các công nghệ khác tăng cường thêm khả năng như là “mắt” và “tay” cho hệ thống vi điện tử, điều này cho phép vi hệ thống nhận biết và điều khiển theo môi trường.

Các cảm biến tập hợp các thông tin từ môi trường thông qua việc đo đạc các yếu tố nhiệt, cơ, quang, hóa, sinh, các hiện tượng từ.

Sau đó, các yêu tố điện xử lý thông tin từ cảm biến và thông qua các nhận biết tác động trực tiếp đến bộ kích hoạt và đáp ứng lại bằng cách di chuyển, thay đổi vị trí, dò tìm, lọc, theo đó điều khiển môi trường theo ý muốn.

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MEMS

ĐẢM BẢO AN TOÀN Ở XE Ô TÔ

Thí dụ ở xe ô tô,để đảm bảo an toàn phòng khi bất trắc,ở mỗi ghế ngồi đều có cài đặt MEMS và các bộ phận liên qua,nói chung dấu gọn khó trông thấy.Nhưng khi không may xe bị va chạm hoặc phanh quá đột ngột,MEMS nhạy cảm được gia tốc (giảm),lập tức điều khiển các túi khí căng phồng dỡ cho người khỏi bị va chạm vào vật cứng của xe.

DMD(DIGITAL MICROMIRROR DEVICE)

Trong kỹ thuật chiếu hình hiện nay có một loại MEMS phổ biến tên là DMD(Digital micromirror device). Đó là một hệ gồm cỡ một triệu gương con,mỗi gương con kích thước 4x4 micromet,có thể quay trong phạm vi +-10 độ điều khiển bằng vi mạch điện tử. Tất cả đều được chế tạo trên cùng một phiến Silic.Các gương được xếp khít nhau thành hang thành dãy,trật tự của mỗi gương con như một điểm ảnh.Khi có một ánh sáng chiếu vào chương trình cài đặt ở bộ nhớ thông qua vi mạch điều khiển tứng gương quay sao cho các tia sáng màu phản xạ chiếu lên màn ảnh tạo nên hình ảnh sống động,thấy rõ không cần dùng phòng tối.

LOC(Lab-on-a-chip)

Lab-on-a-chip (phòng thí nghiệm trên một con chip) là một công nghệ liên ngành mới và đầy hứa hẹn cung cấp khả năng thực hiện đồng thời hàng trăm thử nghiệm với nhiều loại thuốc thử trên một con chip vi xử lý đơn sử dụng khối lượng chất lỏng rất ít nanoliter và picoliter. Việc thu nhỏ các thiết bị lab-on-a-chip đã thu hút được sự chú ý rất lớn trong hai thập kỷ qua do khả năng của chúng trong việc thực hiện phân tích trong thời gian ngắn sử dụng khối lượng cực nhỏ của mẫu và để đạt được mức độ nhỏ gọn chưa từng có cùng quy trình tổng hợp. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ lab-on-a-chip đã được thúc đẩy bởi những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ vi chế silicon, chẳng hạn như quá trình in ảnh litô và khắc. Do nhu cầu cao đối với các tinh chất quang học đặc biệt, khả năng tương thích sinh học hoặc hóa học, chi phí sản xuất thấp hơn và việc tạo mẫu nhanh hơn, quy trình mới đã được phát triển như khắc

thủy tinh và polymer, tiến trình polydimetylsiloxan (PDMS), ví dụ như in litho bản mềm, hay stereolithography, cũng như các phương pháp nhân rộng nhanh như mạ điện, ép và dập nổi.

Công nghệ lab-on-a-chip cung cấp nền tảng mạnh mẽ cho sản xuất chính xác của các vật liệu chức năng mới (giọt nhũ tương, viên nang siêu nhỏ, các hạt nano) cũng như kiểm tra thông lượng cao của các mẫu sinh học và phân tử sinh học.

Xét về kích thước Mems cũng chỉ cở micromet

Hệ điện tử kích thước cở nano thì gọi là NEMS (Nano Electro Mechanical System)

MOEMS ( Micro Optoelectro Mechanical Sytems)

CÂU HỎI ĐÁP ÁNCâu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

a) Mems là một loại IC.Trên đó tích hợp các mạch điện tử chứa các linh kiện bán dẫn và các linh kiện điện tử thụ động được kết nối với nhau ,kích cỡ micromet,chế tạo theo công nghệ silic.

b) Mems là sự tích hợp của các linh kiện vi điện tử,vi cơ được chế tạo trên cùng một phiến vật liệu,thường là silic kích thước vào cỡ nano.

c) Mems là sự tích hợp của các linh kiện vi điện tử,vi cơ được chế tạo trên cùng một phiến vật liệu,thường là silic kích thước vào cỡ micromet.

d) Mems là sự tích hợp của các linh kiện vi điện tử,vi cơ ,linh kiện quang được chế tạo trên cùng một phiến vật liệu,thường là silic kích thước vào cỡ micromet.

c.

Câu 2: 2)Trong kỹ thuật chiếu hình hiện nay có một loại MEMS phổ biến tên là DMD.Đó là một hệ gồm cỡ một triệu gương con,mỗi gương kích thước và phạm quy quay là bao nhiêu?

a) 4x4 micromet,+-20 độ.

b) 5x5 micromet,+-10 độ.

c) 4x4 micromet,+-10 độ.

d) Tất cả đều sai.

c.