硅基纳机电探针及其敏感和执行特性

阐述了集成纳机电探针实现超高密度存储的工作原理 ,并对所设计的结构进行了力学理论计算和有限元模拟 .采用硅基微纳机械加工工艺 ,将压阻敏感器和电热纳米针尖一体集成到硅悬臂梁上 ,实现器件制作 .对加热电阻进行温度标定 ,得到了加热电阻与温度间二次关系曲线 .在此基础上对器件进行微秒级瞬态电热特性分析和测试 ,测试结果与理论计算结果和有限元模拟结果都有较好的吻合 .测试结果表明在 4 V脉冲电压下 ,加热时间为 3μs时 ,针尖温度达到 4 6 3.1 5 K,相应的加热电阻的降温时间常数为 6 .2 μs,数据写入速度达到近百 k Hz.悬臂梁上的压阻器件敏感度 (电阻相对变化 )在 2× 1 0 - 7N预力作用针尖处时 ,达到了 5 .4 1× 1 0 - 4,满足纳米数据坑读出灵敏度的要求 .