La demande de systèmes microélectromécaniques (MEMS) résilients aux environnements difficiles est croissante. Les MEMS à base de silicium peinent dans des conditions extrêmes, limitées par leurs performances à des températures élevées. Le carbure de silicium (SiC) s'impose comme une solution prometteuse, offrant des avantages thermiques, électriques et mécaniques inégalés pour créer des MEMS durables.
Malgré son potentiel, le développement des MEMS SiC est confronté aux subtilités du micro-usinage en masse, ce qui nécessite des stratégies innovantes pour exploiter les atouts du SiC dans la fabrication de dispositifs robustes. En réponse, les scientifiques ont conçu un accéléromètre utilisant un nouveau composite de carbure de silicium et de nanotubes de carbone (SiC-CNT), capable de supporter de graves contraintes environnementales.
Publié dans Microsystèmes et nano-ingénierie en avril 2024, cette recherche dévoile une fusion de matériaux révolutionnaire, fusionnant la durabilité du SiC avec la polyvalence et les qualités conductrices des NTC.
Ce travail fusionne la résilience du SiC avec la polyvalence des NTC. L'approche de l'équipe consiste à développer un réseau de NTC et à le densifier avec du SiC amorphe par dépôt chimique en phase vapeur, créant ainsi un matériau doté d'une résistance mécanique exceptionnelle, d'une conductivité électrique supérieure et d'une stabilité thermique élevée.
Ce composite SiC-CNT permet la production de structures à rapport d'aspect élevé, cruciales pour la sensibilité et l'efficacité des dispositifs MEMS, tout en garantissant des performances robustes dans des températures extrêmes et des environnements corrosifs.
Le professeur Sten Vollebregt, chercheur principal, a déclaré :« Cette avancée surmonte non seulement les défis de fabrication de longue date, mais améliore également considérablement les propriétés mécaniques et électriques des dispositifs MEMS. Nos accéléromètres composites SiC-CNT sont sur le point de révolutionner le déploiement de MEMS dans des environnements où les dispositifs conventionnels les appareils ne peuvent tout simplement pas survivre."
L'accéléromètre capacitif fabriqué a démontré le potentiel du composite dans les applications MEMS, en particulier pour les dispositifs nécessitant un fonctionnement dans des environnements à haute température, à fort rayonnement et corrosifs. De tels accéléromètres sont essentiels pour les systèmes de surveillance de l'aérospatiale, de l'automobile et de l'industrie, où la fiabilité dans des conditions extrêmes est primordiale.
Plus d'informations : Jiarui Mo et al, Un accéléromètre micro-usiné à surface à rapport d'aspect élevé basé sur un matériau composite SiC-CNT, Microsystèmes et nano-ingénierie (2024). DOI : 10.1038/s41378-024-00672-x
Informations sur le journal : Microsystèmes et nano-ingénierie
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