Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz GRZEBYK"

Planarne polowe źródło elektronów

Czytaj za darmo! »

Miniaturowe polowe źródła elektronów są to urządzenia nanoelektroniki próżniowej, które wykorzystują bezkolizyjny, balistyczny ruch elektronów emitowanych polowo [1]. Aby zwiększyć efektywne pole elektryczne przy powierzchni emitującej, emitery polowe wykonuje się w postaci mikro- i nanoostrzy (promień wierzchołka mniejszy od 100 nm). Rozwój technologii mikroelektronicznych i mikromechanicznych umożliwił formowanie mikroemiterów polowych z metali, krzemu, węglików, materiałów diamentopodobnych, warstw kompozytowych i nanorurek. Miniaturowe źródła elektronów znajdują zastosowanie w nowego typu czujnikach wielkości fizycznych, mikrosilnikach jonowych, nanosatelitach i mikrostatkach kosmicznych, wielkoformatowych płaskich ekranach i wyświetlaczach [2], przełącznikach wysokich mocy dla energetyki, w wysokoczęstotliwościowych układach wzmacniających. Prace nad wykorzystaniem emiterów polowych w konstrukcji elementów elektronicznych wysokiej częstotliwości są prowadzone od kilkudziesięciu lat. Wraz z rozwojem nowych technik wytwarzania zaczęły powstawać miniaturowe wersje lamp próżniowych. Pierwszą koncepcję tranzystora próżniowego wykorzystującego zjawisko emisji polowej przedstawił Spindt w 1976 r. [3]. Było to tzw. wertykalne mikrourządzenie próżniowe, w którym katodę stanowiło mikroostrze krzemowe, elektrodę ekstrakcyjną warstwa metaliczna ulokowana na wysokości jego wierzchołka, a anodę warstwa przewodząca umieszczona ponad nimi. Pierwszą, częściowo planarną wersję tranzystora zaprezentował Gray dopiero w 1986 r. [4]. Katodę stanowiło mikroostrze krzemowe, a metaliczna bramka i anoda znajdowały się w tej samej płaszczyźnie powyżej wierzchołka, co znacznie ułatwiło wytwarzanie struktur. W 1989 roku Busta zrealizował pierwsze w pełni planarne źródło elektronów z katodą w postaci cienkiej warstwy metalicznej [5]. W kolejnych latach poj[...]

Miniaturowa pompa próżniowa


  Nowoczesne systemy pompowe umożliwiają wytwarzanie ultrawysokiej i wysokiej próżni w komorach nawet o bardzo dużej objętości. Jednakże, problemem nierozwiązanym do dzisiaj pozostaje wytwarzanie próżni w objętościach rzędu mili- czy mikrolitrów. Takie rozmiary posiadają mikrokomory robocze większości mikrosystemów typu MEMS/MOEMS. Obecnie mikrosystemy oraz urządzenia Nanoelektroniki Próżniowej (NP) przeżywają gwałtowny rozwój, który objawia się produkcją milionów sztuk inteligentnych mikroczujników i aktuatorów oraz wielu miniaturowych urządzeń wykorzystujących zjawisko emisji polowej elektronów. Część z nich do poprawnej pracy wymaga wysokiej lub ultrawysokiej próżni. Nie jest możliwe zastosowanie tradycyjnych pomp do wytwarzania próżni w mikroobjętości. Celowe są więc badania nad opracowaniem mikropompy, która zintegrowana z mikrosystemami lub miniaturowymi urządzeniami NP pozwoli wytworzyć oraz podtrzymywać próżnię wydłużając w ten sposób czas ich pracy. Aby zrealizować tę koncepcję przyjęto założenie, że mikropompa będzie wykonana z tych samych materiałów, tymi samymi technikami i w tym samym procesie technologicznym co mikrosystem próżniowy. Miniaturowe pompy próżniowe W literaturze przedmiotu można spotkać gotowe rozwiązania mikropomp wykonanych technikami mikroelektronicznymi i mikroinżynieryjnymi. Są to głównie krzemowe mikropompy membranowe (rys. 1a) [1] aktuowane piezoelektrycznie, termicznie, magnetycznie lub elektrostatycznie. Ruch membrany powoduje przepływ gazu, a zawory nadają mu pożądany kierunek. Głównie ze względu na ograniczoną szczelność zaworów oraz ich dużą powierzchnię nie udało się uzyskać wymaganego podciśnienia (w prezentowanym rozwiązaniu wynosiło zaledwie 7 kPa). Mikropompy membranowe znalazły zastosowanie w mikrofluidyce do dozowania i pompowania cieczy w mikro[...]

Mikropompa dla urządzeń nanoelektroniki próżniowej

Czytaj za darmo! »

Rozwój urządzeń nanoelektroniki próżniowej jest ograniczony brakiem możliwości wytworzenia wysokiej i ultra wysokiej próżni w objętości mniejszej niż 1 cm3. W pracy przedstawiono konstrukcję i technologię mikropompy jonowo-sorpcyjnej, która może być zintegrowana z każdym urządzeniem wytworzonym technikami mikroinżynieryjnymi. Wykonano struktury testowe mikropompy i zmierzono ich właściwości. Abstract. The development of vacuum nanoelectronics devices is limited due to an unsolved problem of high and ultrahigh vacuum generation inside cavity smaller than 1 cm3. In the work construction and technology of the ion-sorption vacuum micropump, which can be integrated with each microdevice that is fabricated using microingineering techniques, is described. The test structures of the micropump have been produced and preliminary characterized. (Micropump for Nanoelectronics devices). Słowa kluczowe: polowe źródło elektronów, emisja polowa, mikropompa, mikroinżynieria. Keywords: field-emission electron source, field emission, micropump, microingeenering. Wstęp Urządzenia nanoelektroniki próżniowej to przyrządy wykorzystujące bezkolizyjny balistyczny ruch elektronów w próżni [1]. Jako źródło elektronów stosuje się najczęściej katody polowe. Mają one podstawową zaletę w porównaniu z katodami termicznymi - nie wymagają grzania do temperatury przekraczającej 1800 °C i dają możliwość bardzo szybkiego włączania i wyłączania prądu emisji. Polowe źródła elektronów charakteryzują się niską mocą zasilania i pozwalają na miniaturyzację wielu nowoczesnych urządzeń. Rozwój urządzeń nanoelektroniki próżniowej rozpoczął się od badań nad płaskimi wyświetlaczami typu FED (Field Emission Display) [2], źródłami światła [3] oraz wzmacniaczami wysokiej częstotliwości [4]. Ostatnio prowadzone są intensywne badania nad miniaturowymi źródłami promieniowania rentgenowskiego [5] oraz terahercowego [6]. Polowe źródła elektronów znalazły zastosowanie w czujnikach ciśn[...]

Polowa wyrzutnia elektronów dla miniaturowych urządzeń typu MEMS DOI:10.15199/48.2015.02.49

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono konstrukcję i technologię miniaturowego polowego źródła elektronów kompatybilnego z mikrosystemami MEMS (Micro-Electro-Mechanical System). Źródło składa się z katody polowej z warstwą nanorurek węglowych, elektrody ekstrakcyjnej w postaci siatki oraz krzemowej anody, przedzielonych szklanymi dystansownikami. Zaprezentowano charakterystyki prądowo-napięciowe wykonanych wyrzutni oraz określono wpływ geometrii elektrody ekstrakcyjnej na ich pracę. Uzyskano wysoki prąd emisji polowej 200 μA (U < 1000 V) oraz współczynnik transmisji elektronów przez siatkę sięgający 70%. Abstract. In the article construction and technology of a miniature field-emission electron source compatible with MEMS-type microsystems are described. The electron source is formed as a silicon-glass sandwich and consists of carbon nanotube cathode, mesh extraction electrode and silicon anode, all separated by glass spacers. Influence of extraction electrode geometry on the emission characteristics of the device is presented. Emission current reaches 200 μA (U < 1000 V) and transmission ratio of electrons passing through the gate electrode can be as high as 70%. Field-emission electron source for miniature MEMS-type devices. Słowa kluczowe: polowa wyrzutnia elektronów, elektroda ekstrakcyjna, MEMS, obudowa próżniowa. Keywords: field-emission electron source, extraction electrode, MEMS, vacuum package. Wstęp Mikro- i nanoostrzowe polowe źródła elektronów znajdują zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach próżniowych np.: w płaskich wyświetlaczach FED (Field Emission Displays) [1], detektorach promieniowania [2], lampach mikrofalowych [3], przełącznikach mocy [4], jonizacyjnych czujnikach ciśnienia [5] oraz miniaturowych źródłach promieniowania rentgenowskiego [6]. Podstawową wadą wymienionych urządzeń jest brak spójności technologicznej pomię[...]

Miniaturowy mikroskop elektronowy - koncepcje i możliwości technologiczne DOI:10.12915/pe.2014.11.32

Czytaj za darmo! »

W artykule przeanalizowano różne próby miniaturyzacji mikroskopów elektronowych lub ich elementów opublikowane w literaturze. Przedstawiono nową koncepcję miniaturyzacji mikroskopu transmisyjnego wytworzonego całkowicie metodami mikroinżynierii krzemu i szkła z wykorzystaniem nowoopracowanej mikropompy wysokiej próżni. Opisano problemy technologiczne, które muszą być rozwiązane, aby mógł powstać mikrosystemowy mikroskop elektronowy. Abstract. This article analyzes different attempts of electron microscope (and it’s elements) miniaturization presented in literature. It describes a new concept of miniaturization of a transmission electron microscope, created with use of silicon and glass microengineering techniques, integrated with newly developed high vacuum micropump. Technological problems are described, which must be overcome for MEMS electron microscope to be created. (Miniature electron microscope - concept and technology capabilities). Słowa kluczowe: miniaturyzacja, mikroskopia elektronowa, mikropompa, MEMS. Keywords: miniaturization, electron microscopy, micropump, MEMS. doi:10.12915/pe.2014.11.32 Wstęp Mikroskopy elektronowe od wielu lat są jednym z podstawowych narzędzi poznania materii. Wysokie wymagania co do próżni powodują, że wielkość tych instrumentów jak i ich złożoność jest duża. Od wielu lat trwają intensywne prace nad miniaturyzacją mikroskopów elektronowych. Pierwszym krokiem w miniaturyzacji mikroskopów było zastosowanie wyrzutni polowej, która daje wiązkę bardziej skupioną w porównaniu z wyrzutnią termojonową. Umożliwiło to uproszczenie konstrukcji systemu soczewek elektronowych i zmniejszenie głównego wymiaru kolumny elektronooptycznej do kilkunastu centymetrów. Dodatkowo miniaturyzacja pomp próżniowych, układów sterujących, zasilaczy oraz detektorów spowodowała, że cały system można zmieścić na biurku w obudowie o rozmiarach ok. 15×30×30 cm3 [1]. Takie urządzenia są już powszechnie dostępne i można j[...]

 Strona 1