Bir mikrosistem , yarı iletken malzemelerden yapılmış bir mikrosistemdir . Bir veya daha fazla mekanik eleman içerir ve mikrometrik boyutlara sahip en az bir yapıya sahip bir sensör veya aktüatör işlevi gerçekleştirmek amacıyla bir enerji kaynağı olarak elektriği kullanır ; sistemin işlevi kısmen bu yapının biçimiyle sağlanmaktadır. Mikroelektromekanik sistemler terimi , İngilizce kısaltması MEMS'in ( Mikroelektromekanik sistemler ) Fransızca versiyonudur . Avrupa'da, çok daha az yaygın olmasına rağmen, MikroSistem Teknolojisi için MST terimi de kullanılmaktadır.
Göre mikro teknikleri , MEMS kullanımı microtechnologies bunların üretimi için büyük ölçekte üretimine olanak. Otomobil , havacılık , tıp , biyoloji , telekomünikasyon gibi çeşitli alanlarda ve ayrıca belirli video projektörleri, yüksek çözünürlüklü televizyonlar veya otomobiller için hava yastıkları gibi belirli "günlük" uygulamalarda kullanılırlar .
MEMS, 1970'lerin başında mikroelektroniğin bir türevi olarak geliştirildi ve ilk ticarileşmesi , eski teknikleri hızla değiştiren ve hala mikroelektronik pazarının önemli bir bölümünü oluşturan silikon basınç sensörleri ile 1980'lere dayanıyor . O zamandan beri MEMS önemli bir gelişme geçirdi ve hala patlama yaşıyor.
Elektronik , bilgisayar , kimyasal , mekanik , optik tekniklerin kullanımını birleştiren nispeten yeni bir araştırma alanıdır . MEMS genellikle silikon bazlı, ancak diğer malzemelerin de gibi belirli uygulamalar için fiziksel özellikleri uygunluğuna bağlı olarak kullanılan metaller , piezoelektrik malzeme , çeşitli polimerler , vb
Bu alanın gelişmesiyle karşı karşıya kaldığımızda, özel MEMS'leri belirtmek için türetilmiş terimlerin ortaya çıktığını gördük:
Ayrıca , MEMS'e benzer ancak nanometrik boyutta yapıları belirten, Fransızca Nanosistemler olan NEMS ( Nano Elektro Mekanik Sistemler ) adlı yeni bir terime de dikkat çekeceğiz .
Silisyum yaratmak için kullanılan bir malzemedir entegre devreler genellikle modern endüstride tüketici elektroniğinde kullanılan. Ölçek ekonomileri , düşük fiyatlarla yüksek kaliteli malzeme kullanılabilirliği ve MEMS geniş bir uygulama yelpazesi için elektronik işlevsellik yapmak silikon cazip malzemeyi birleştirmek için yeteneği. Silisyum ayrıca malzeme özelliklerinden kaynaklanan önemli avantajlara sahiptir. Tek kristaller biçiminde, silikon neredeyse mükemmel bir Hooke malzemesidir , bu da esnetildiğinde neredeyse hiç histerezis yaşamadığı ve dolayısıyla neredeyse hiç enerji kaybı yaşamadığı anlamına gelir . Ek olarak, bu hareket tekrarlanabilir, bu da silikonu çok güvenilir kılar çünkü çok az yorulur ve kırılmadan birkaç milyar milyar döngü mertebesinde yaşam süresine sahip olabilir.
Elektronik endüstrisi, silikon endüstrisi için bir ölçek ekonomisi sağlasa da, kristalin silikon hala karmaşık bir malzemedir ve üretilmesi nispeten pahalıdır. Öte yandan polimerler, çok çeşitli malzeme özellikleriyle büyük miktarlarda üretilebilir. MEMS cihazları, enjeksiyonla kalıplama , kabartma veya stereolitografi gibi işlemlerle polimerlerden yapılabilir ve özellikle tek kullanımlık kan testi kartuşları gibi mikroakışkan uygulamalar için çok uygundur .
MEMS elemanları oluşturmak için metaller de kullanılabilir. Metaller, silikonun tüm mekanik avantajlarına sahip olmasalar da, MEMS kullanımının sınırları içinde çok yüksek derecede güvenilirlik sergileyebilirler. Metaller, elektrodepozisyon, vakum püskürtme veya püskürtme ile uygulanabilir. Yaygın olarak kullanılan metaller arasında altın , nikel , alüminyum , bakır , krom , titanyum, tungsten, platin ve gümüş bulunur.
Mikrosistemlerin üretim teknikleri, büyük ölçüde mikroelektronikten türemiştir. Of Silikon gofretler tipik olarak bir substrat olarak kullanılır ve mikrosistemler epitaksi , reçine biriktirme, fotolitografi ve kuru veya ıslak aşındırma adımlarının birbirini takip etmesiyle üretilir .
Mikroelektronik ile karşılaştırıldığında, mikrosistem tekniklerinin temel özellikleri, hareketli parçaların üretimi ile bağlantılıdır, bu nedenle, genellikle bir fedakar tabakaya başvurularak elde edilen alt tabakadan nispeten ayrılır.
MEMS, mikrometrik ölçekte silikon üzerine yapılmış mekanik mekanizmalardan (rezonatörler, kirişler, mikromotorlar vb.) oluşur. Bu farklı mekanik elemanlar, elektromekanik dönüştürücüler tarafından üretilen kuvvetler sayesinde harekete geçirilir (harekete geçirilir) . Bunlar, komşu elektronik devrelerle üretilen voltajlarla çalıştırılır. Elektromekanik dönüştürücüler daha sonra mekanik ve elektrik alanları arasındaki arayüz rolünü oynarlar . Elektrostatik veya kapasitif dönüştürücüler , manyetik ve termomekanik olaylara dayalı elektromekanik arayüzleri karşılayabilmesine rağmen, en sık burada kullanılır .
Laboratuvarlar, elektronikten biyolojiye kadar değişen uygulamalarla çok sayıda MEMS hayal etmiş ve üretmişse, en önemlileri (endüstriyel olarak) şunlardır: