Mohammad Younis (au dos) et Nouha Alcheikh discutent de l'épaisseur optimale du faisceau dans leur capteur de pression. Crédit :KAUST
Une échelle micrométrique, Le capteur de pression à faible consommation d'énergie a été développé par les scientifiques de KAUST, avec des applications potentielles dans des environnements sous vide.
Les capteurs sont l'interface entre les systèmes automatisés, comme les ordinateurs et les robots, et leur environnement. Des capteurs mesurent la lumière, Température, mouvement, Masse, pression, poste et bien plus encore. La poussée est de rendre les capteurs plus petits, afin qu'ils puissent être intégrés dans des produits portables. Capteurs de pression, par exemple, sont utilisés en contrôle industriel, soins de santé, tests médicaux et météorologie. Selon l'application, ces capteurs doivent être sensibles aux petits changements, réagir rapidement à ces changements, et travailler sur une large gamme de pressions.
Nouha Alcheikh, Amal Hajjaj et Mohammad Younis ont maintenant développé un microcapteur de pression sensible basé sur un faisceau vibrant de silicium de seulement 800 micromètres de long, 25 micromètres de large et 1,5 micromètre d'épaisseur. "Nous avons développé un capteur de micropression évolutif et sensible qui fonctionne sur une plage étendue de pressions dans le nanorégime, " dit Alcheikh.
Une poutre suspendue oscillera à une fréquence de résonance déterminée par sa masse, longueur, densité et rigidité. Lorsqu'un courant traverse le faisceau, il fait plus chaud et commence à se plier. Cette courbure accrue augmente la raideur de la poutre et déplace ainsi la fréquence de résonance. L'air entourant le faisceau le refroidit :plus la pression est élevée, plus il y a d'air, meilleur est le refroidissement. Ainsi, la fréquence de résonance du faisceau, qui peut être mesuré électriquement, est lié à la pression.
L'appareil créé par l'équipe fonctionne sur une large gamme de pressions, de 0,038 Torr à 200 Torr (la pression atmosphérique est de 760 Torr). Le capteur a une sensibilité de 2689 x 10 -6 / Torr.
L'équipe a également montré que le capteur peut être adapté à une application spécifique en modifiant l'épaisseur du faisceau. Ils ont simulé le fonctionnement du faisceau pour démontrer que la sensibilité devient plus élevée pour un microfaisceau plus fin, mais un faisceau plus épais consomme plus d'énergie. Ainsi, une épaisseur optimale pourrait être calculée pour la meilleure sensibilité à basse ou haute pression, en fonction de l'environnement cible de l'appareil.
Le capteur de pression conçu par l'équipe fonctionne sur une large gamme de pressions avec une sensibilité élevée. Crédit :KAUST
"Nous avons la chance d'avoir la capacité d'explorer des idées folles et nouvelles, comme ce nouveau capteur de pression, grâce aux installations de pointe de KAUST, " dit Younis. " J'espère continuer à profiter de cette opportunité pour commercialiser ce concept d'appareil. "
