|
 Все новости от 5 июля 2004 г.
Нагревательный микроэлемент мгновенно разогревается до тысячи градусов
Компания Boston MicroSystems разработала чип, который при размерах в толщину человеческого волоса способен очень быстро разогреваться от нуля до 1100ºС, — ученые смогут использовать это изобретение для изучения хода химических реакций.
Нагревательные микроэлементы, средний размер которых составляет 100 х 100 мкм, позволяют достигать высоких температур гораздо быстрее, чем существующие миниатюрные нагреватели, и при этом они прочнее и надежнее, утверждает президент и соучредитель компании Рик Млкак.
Устройству достаточно всего 1 мс, чтобы нагреться до максимальной температуры 1100ºС. Примерно до таких температур разогрета поверхность Венеры. Столь быстрому нагреванию способствуют малые размеры элемента, материал, из которого он изготовлен, и его конструкция.
Такой элемент можно использовать для изучения химических реакций, которые сейчас воспроизвести очень трудно. Например, производители полупроводников, чтобы нанести металл на пластины, разогревают их в термокамере до нескольких сотен градусов, затем рассеивают пары металла и охлаждают камеру, чтобы пары сконденсировались.
С нагревательными элементами Boston MicroSystems пластины можно нагревать и охлаждать гораздо быстрее, что позволяет исследователю проделать больше экспериментов и при этом изучать поведение материалов в микроскоп.
Технологию компании отличает то, что ее чип изготовлен из одного кристалла карбида кремния. При помощи процесса литографии на нем вытравливается микроскопическая спираль, которая подвешена непосредственно под поверхностью чипа на четырех петлях — они также являются частью первоначальной пластины. Это очень напоминает столы для барбекю в японских ресторанах.
Началом спирали служит центр пластины.
Карбид кремния устойчив к высоким температурам и химическим воздействиям. К тому же пластины можно чистить, просто выжигая грязь с поверхности.
Нагревательные микроэлементы можно собирать и из отдельных деталей, но тогда верхний диапазон температур будет ниже. При наличии металлических частей есть риск, что они вступят в реакцию с кремнием.
Кроме того, у каждого слоя будет разный коэффициент теплового расширения.
Boston MicroSystems изготавливает нагревательные пластины размером от 43 мкм до 128 мкм, но в среднем это кристаллы размером 100 х 100 мкм. Для сравнения: толщина человеческого волоса равна примерно 150 мкм.
Шесть сотрудников Boston MicroSystems разработали нагревательный элемент из четырех таких пластин, образующих матрицу 2 х 2.
Нагревательные пластины служат примером микроэлектромеханической системы (MEMS) — микрочипов, функционирующих как машина. Другие компании работают над миниатюрными насосами или чипами, производящими анализ крови и прочие лабораторные процедуры.
Рик Млкак основал Boston MicroSystems вместе с профессором MIT Гарри Таллером. Разработки спонсируют Национальный фонд науки, Министерство энергетики, Управление защиты окружающей среды и NASA.
 Предыдущие публикации:
В продолжение темы:
| 
