Микроструктурные системы: .содержащие отдельные электрические или оптические устройства, необходимые для их функционирования, например микроэлектромеханические системы (МЭМС) – B81B 7/02

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС), предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования. Способ изготовления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя, имеющего конфигурацию тензоэлементов в зонах, совмещаемых с низкоомными перемычками и контактными площадками. При этом формирование тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними проводят в областях, в которых воздействующие на них при эксплуатации деформации и температуры удовлетворяют соответствующему соотношению. После формирования измеряют размеры и площадь элементов и переходов НиМЭМС с учетом количества, размеров и распределения дефектов, затем вычисляют по ним критерий временной стабильности по соответствующему соотношению. Если критерий временной стабильности меньше, чем предельно допустимое значение критерия временной стабильности, которое определяется экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. Технический результат заключается в повышении временной стабильности, ресурса и срока службы. 2 ил.

Способ изготовления по меньшей мере двух типов электромеханических устройств, имеющих различные раскрепленные состояния после удаления временного слоя, состоит в следующем. Берут подложку, по меньшей мере на части подложки формируют первый электропроводящий слой. По меньшей мере на части первого электропроводящего слоя формируют первый временный слой. Поверх первого временного слоя формируют электропроводящие подвижные элементы, каждый из которых имеет деформируемый слой, выполненный с возможностью перемещения в зазоре после удаления указанного временного слоя. Поверх подложки формируют регуляторы прогиба, выполненные с возможностью поддерживания электропроводящих подвижных элементов после удаления первого временного слоя, при этом по меньшей мере часть по меньшей мере одного регулятора прогиба соединена с частью деформируемого слоя подвижного элемента и расположена выше нее, так что указанная часть деформируемого слоя, соединенная по меньшей мере с одним регуляторов прогиба, расположена между указанным по меньшей мере одним регулятором прогиба и подложкой. Первый временный слой выполнен с возможностью удаления для раскрепления электромеханических устройств и формирования посредством регуляторов прогиба между первым электропроводящим слоем и подвижными элементами зазоров различной глубины. 9 н. и 22 з.п. ф-лы, 43 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу изготовления составного микромеханического компонента, сочетающему процессы глубокого реактивного ионного травления и литографии, гальванопластики и формования. Сущность изобретения: способ изготовления составного микромеханического компонента из кремния и металла включает следующие этапы: подготовку подложки, включающей верхний и нижний слои кремния, между которыми проходит промежуточный слой оксида кремния, избирательное травление по меньшей мере одной полости в верхнем слое для ограничения рисунка кремниевой части этого компонента, продолжение травления этой по меньшей мере одной полости в промежуточном слое, при этом в способе дополнительно выращивают металлический слой по меньшей мере от одного участка указанной по меньшей мере одной полости с целью создания металлической части в толще компонента для изоляции кремниевой части микромеханического компонента от разрушающих механических напряжений и отделяют составной микромеханический компонент от подложки. Изобретение обеспечивает получение составных микромеханических компонентов, приспособленных для изготовления часов. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 12 ил.

Устройства МЭМС изготавливают следующим образом. Берут подложку. Наносят на нее электродный слой. Наносят поверх электродного слоя временный слой. Формируют во временном слое рельеф с образованием отверстий. Наносят поверх временного слоя подвижный слой. Формируют поддерживающие структуры, расположенные над подвижным слоем и по меньшей мере частично в отверстиях в временном слое. Между по меньшей мере двумя поддерживающими структурами проходит участок подвижного слоя. Травят временный слой для его удаления, благодаря чему между подвижным слоем и электродным слоем образуется полость. Участок подвижного слоя выполнен с возможностью деформации и прижима к нижележащим слоям в ответ на образование электростатического потенциала между подвижным слоем и электродным слоем. 8 н. и 120 з.п. ф-лы, 101 ил.

Дисплей содержит средства пропускания света и средства обеспечения интерференции при отражении света, пропущенного через средства пропускания света. Средства обеспечения интерференции при отражении света содержат поглощающее вещество и подвижный отражающий слой. Поглощающее вещество расположено на части средств пропускания света. Подвижный отражающий слой расположен на поглощающем веществе. Коэффициент поглощения (k) поглощающего вещества ниже порогового значения для длин световых волн в рабочем оптическом диапазоне средств обеспечения интерференции при отражении света. Показатель преломления (n) поглощающего вещества возрастает по мере увеличения длины световой волны в рабочем оптическом диапазоне средств обеспечения интерференции при отражении света. Средства обеспечения интерференции при отражении света выполнены с возможностью отражения широкодиапазонного белого света в рабочем оптическом диапазоне. Технический результат - регулирование спектральных свойств отраженного широкодиапазонного белого света с высокой интенсивностью излучения. 4 н. и 38 з.п. ф-лы, 32 ил., 5 пр.

Изобретение относится к преобразующим элементам устройств для проведения инерциальных измерений. Измерительный элемент датчика параметров движения на принципах молекулярно-электронного переноса представляет собой разделенные зазором две или более непроводящие пластины со сквозными отверстиями с нанесенными на одной или на обеих пластинах электродами, помещенные в рабочую жидкость. Электроды расположены в указанном зазоре и при протекании через измерительный элемент жидкость последовательно проходит через сквозные отверстия в одной пластине, зазор с электродами и сквозные отверстия во второй пластине. В данной конструкции можно обеспечить малую толщину микроканала, в котором происходит преобразование сигнала, а значит, высокий коэффициент преобразования потока рабочей жидкости в электрический ток. 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Оптическое устройство содержит первый электродный слой. Электрически изолированный первый запирающий слой расположен над первым электродным слоем. Фотопроводящий слой расположен над первым запирающим слоем. Ограничивающий носители слой расположен над фотопроводящим слоем, причем указанный ограничивающий носители слой ограничивает объем и содержит множество ловушек носителей, распределенных по всему указанному объему. Электрически изолированный второй запирающий слой расположен над ограничивающим носители слоем. Светозапорный слой расположен над вторым запирающим слоем и предназначен для блокирования света выбранной полосы длин волн. Отражающий слой расположен над светозапорным слоем и предназначен для отражения света в пределах выбранной полосы длин волн. Двоякопреломляющий или дисперсионный слой расположен над отражающим слоем. Оптически пропускающий второй электродный слой расположен над двоякопреломляющим или дисперсионным слоем. Технический результат - получение больших экранов дисплеев с хорошим разрешением, яркостью и быстрым откликом. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 17 ил.

Датчик давления повышенной чувствительности на основе нано- и микроэлектромеханической системы с тонкопленочными тензорезисторами. Датчик давления повышенной чувствительности на основе нано- и микроэлектромеханической системы с тонкопленочными тензорезисторами содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента - мембраны с жестким центром, заделанной по контуру в опорном основании, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, в которой сформированы контактные площадки. Также датчик содержит первые радиальные тензорезисторы из идентичных тензоэлементов, которые расположены по одной окружности на периферии мембраны. А также вторые радиальные тензорезисторы из идентичных тензоэлементов, которые расположены по другой окружности на мембране, соединенные тонкопленочными перемычками, включенные в измерительный мост. Причем радиус жесткого центра определен из соотношения: R _c=0,18R_m, где R_m - радиус мембраны. При этом тензоэлементы вторых радиальных тензорезисторов расположены по окружности, радиус которой определен из соотношения:

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет генерировать электрическую энергию за счет модуляции теплового потока, проходящего через электрический конденсатор с температуро-зависимой емкостью. Сущность: преобразователь состоит из диэлектрической или полупроводниковой подложки 1, на которой расположен неподвижный электрод 2, покрытый сегнетоэлектрической пленкой 3. На сегнетоэлектрической пленке 3 расположен второй неподвижный электрод 7, покрытый диэлектрической пленкой 8. На теплоизолирующих стенках 4 закрепляется теплопроводящая пластина 5. К пластине 5 прикрепляется один из концов подвижного электрода 6, подвижная часть которого расположена параллельно поверхности диэлектрической пленки 8 с зазором между ними. Подложка 1 и теплопроводящая пластина 5 имеют отличающиеся температуры. При приложении электрического напряжения между электродами подвижный электрод 6 обеспечивает циклический теплообмен между теплопроводящей пластиной 5 и сегнетоэлектрической пленкой 3 путем его перемещения от теплопроводящей пластины 5 к диэлектрической пленке 3. Технический результат: повышение эффективности за счет увеличения частоты, что увеличивает среднюю электрическую мощность на выходе преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Оптическое устройство содержит подложку, содержащую металл, пассивирующий слой, проводящий слой, диэлектрический слой, первый оптический слой, подвижный второй оптический слой. Пассивирующий слой расположен на подложке и обеспечивает электрическую изоляцию для предохранения других структур, расположенных на подложке, от закорачивания на подложку. Проводящий слой расположен на пассивирующем слое. Диэлектрический слой расположен на проводящем слое. Первый оптический слой является по меньшей мере частично пропускающим и по меньшей мере частично отражающим для падающего света. Подвижный второй оптический слой является по меньшей мере частично отражающим для падающего света, отнесен от первого оптического слоя и расположен между первым оптическим слоем и диэлектрическим слоем. Первая полость задана между вторым оптическим слоем и диэлектрическим слоем. Вторая полость задана между вторым оптическим слоем и первым оптическим слоем. Второй оптический слой перемещается между первым и вторым положениями, модулируя отражательную способность устройства, в ответ на напряжения, прикладываемые между проводящим слоем и вторым оптическим слоем. Технический результат - избирательное поглощение и/или отражение света благодаря использованию оптической интерференции. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 65 ил.

Заявленная группа изобретений относится к устройствам и способам измерения электрической мощности. Устройство для измерения электрической мощности содержит: средства для преобразования напряжения в ток в кремниевом микромеханическом элементе, находящемся в силовом взаимодействии с проводником; средства для определения силы взаимодействия между кремниевым микромеханическим элементом и проводником. Сила взаимодействия прямо пропорциональна произведению напряжения и тока. Особенностью предлагаемого способа измерения электрической мощности является то, что напряжение преобразуют в ток в кремниевом микромеханическом элементе, находящемся в силовом взаимодействии с проводником. Определяют силу взаимодействия между кремниевым микромеханическим элементом и проводником. Техническим результатом группы изобретений является упрощение измерения электрической мощности. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысокой частоты (СВЧ) и может быть использовано в радиосистемах, например в перестраиваемых радиолокационных системах. Микроэлектромеханический (МЭМ) ключ включает в себя подложку 1, выполненную из диэлектрического или полупроводникового материала, на которой расположены управляющий электрод 2, высокочастотный электрод 3 и один из концов подвижного электрода 4, подвижная часть которого расположена параллельно поверхности управляющего электрода 2 с зазором между ними. Также МЭМ-ключ включает в себя упругую пластину 5, расположенную между подвижным электродом 4 и подложкой 1 и закрепленную одним концом на подложке 1. Форма и размеры упругой пластины 5 оставляют открытой поверхность управляющего 2 и СВЧ 3 электродов, а под свободным концом упругой пластины 5 выполнено в подложке 1 углубление 6 для перемещения упругой пластины 5. В упругой пластине 5 выполнены вырезы, размеры которых превышают соответственно размеры управляющего 2 и высокочастотного 3 электродов. Длина подвижной части упругой пластины 5 меньше длины полости до управляющего электрода 2. Техническими результатами являются снижение управляющего электрического напряжения и повышение быстродействия МЭМ-ключа. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначен для использования в различных областях науки, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности измерения в условиях воздействия нестационарной температуры окружающей среды и повышенных виброускорений за счет уменьшения различия температур тензоразисторов и термоэлектрических неоднородностей путем уменьшения расстояния и повышения теплопроводности между ними. Тензорезисторный датчик давления содержит корпус, круглую мембрану с периферийным основанием, соединенные тонкопленочными перемычками из низкоомного материала и включенные соответственно в противоположные плечи измерительного моста окружные и радиальные тензорезисторы, выполненные в виде соединенных тонкопленочными перемычками одинакового количества, имеющих одинаковую форму тензоэлементов, расположенных по окружности на периферии мембраны. Выводные проводники соединяют тензорезисторы с гермовыводами. Тонкопленочные перемычки, которыми соединены тензоэлементы окружных и радиальных тензорезисторов, частично замкнуты дополнительными перемычками. Диаметр мембраны и расстояния между гермовыводами выполнены минимально возможными. Гермовыводы или их части, непосредственно контактирующие с выводными проводниками и проводами, выполнены из материалов, которые имеют минимально возможную разность коэффициентов термоэдс с материалами выводных проводников и проводами. Мембрана, периферийное основание, корпус, выводные проводники, гермовыводы, провода или их части, расположенные симметрично их продольным осям, выполнены из материалов с максимально возможным высоким коэффициентом теплопроводности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Оптическое устройство содержит подложку, один или более интерферометрических светомодулирующих элементов, расположенных на подложке. Каждый из интерферометрических светомодулирующих элементов имеет оптическую характеристику, которая изменяется в ответ на напряжение, прилагаемое к этому элементу, и электропроводную оптическую маску, расположенную на подложке и отстоящую от интерферометрических светомодулирующих элементов. Маска электрически связана с интерферометрическими светомодулирующими элементами для обеспечения одного или более электрических путей для приложения напряжений к упомянутым интерферометрическим светомодулирующим элементам. Маска содержит первый отражающий слой и второй отражающий слой, выполненные с возможностью интерферометрически модулировать свет. Технический результат - увеличение контраста, подавление отражения окружающего света от любых структур в замаскированных зонах. 7 н. и 31 з.п. ф-лы, 31 ил.

Изобретение относится к устройствам точного позиционирования образца в сверхвысоком вакууме при помощи пьезоэлектрических двигателей и системы емкостных датчиков в установках с фокусированным ионным или электронным пучком, в которых формируются наноэлементы. Позиционирование образца относительно ионной пушки происходит не только с помощью грубых ультразвуковых двигателей, но и с помощью перемещения дополнительно установленной платформы с пьезодвигателями в систему позиционирования образца, положение которой отслеживается точными емкостными датчиками. Происходит компенсация термического дрейфа координатной системы позиционирования и нелинейности движения пьезодвигателей с помощью обработки сигналов с емкостных датчиков в системе позиционирования и обратной связи с пьезодвигателями. Ведется слежение и компенсация отклонения ионной пушки в результате термического перекоса вакуумной камеры с помощью дополнительных перемещений пьезоэлектрических двигателей в результате обработки сигналов с емкостных датчиков, следящих за положением фланца, к которому прикреплена ионная пушка, относительно основы системы позиционирования, закрепленной к нижнему фланцу камеры. Осуществляется контроль положения системы позиционирования, находящейся в камере сверхвысокого вакуума, с помощью интерферометрической системы, находящейся вне камеры, через смотровое окно. Технический результат - увеличение точности получения требуемых теоретически рассчитанных элементов наноэлектроники с хорошей воспроизводимостью. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство отображения содержит матрицу интерферометрических модуляторов, сформированных на подложке, заднюю пластину, уплотнение и одну или более прокладок. Уплотнение размещено между подложкой и задней пластиной вместе для монтажа матрицы модуляторов в корпус. Прокладки размещены между матрицей и пластиной. Прокладки предохраняют заднюю пластину от контакта с матрицей. Прокладки не контактируют с задней пластиной или матрицей. В способе изготовления устройства отображения обеспечивают наличие матрицы интерферометрических модуляторов на подложке, размещают прокладки между матрицей и задней пластиной и уплотняют вместе заднюю пластину и подложку. Технический результат - предотвращение или уменьшение повреждений за счет монтажа устройства в корпус и использования прокладок. 4 н. и 35 з.п. ф-лы, 76 ил.

Изобретение относится к отопительным тепловым сетям. Технический результат: повышение энергетической эффективности, исключение проблемы «размораживания», времени и затрат на прокладку, профилактику и обслуживание, значительно уменьшается масса теплосети и повышается ее гибкость. Фотонная теплосеть содержит устройства питания и управления, лазерные источники, волоконно-оптический кабель, оптические соединители, оконечные устройства. В теплосеть введены радиаторы отопления с камерами абсолютно черного тела, датчики температуры, оптический передатчик, оптическое волокно линии обратной связи, оптический приемник. При этом выходы датчиков температуры соединены с входом оптического передатчика, выход которого соединен с входом оптического волокна, выход которого соединен с управляющим входом устройства питания и управления, выход которого соединен с входом лазерных источников, выходы которых соединены с входами фотоннокристаллических волокон оптического кабеля, выходы которых посредством оптических соединителей соединены с отрезками фотоннокристаллических волокон, выходы которых соединены с камерами абсолютно черного тела, находящимися внутри радиаторов отопления. 1 ил.