JPH10508431A - 電気機械変換器 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
可動な可撓性素子(1〜10)と増幅器段(3〜7)を備え、増幅器段が前記素子中に組み込まれた、電気機械変換器が記述される。この変換器はさらに、増幅器段(3〜7)の入力信号としてたわみに依存する信号を生成する、圧電力材料(8)を含む。好ましい実施形態においては、可撓性素子は熱膨張係数の異なる材料の層(1、9)を含み、温度センサとしてのこのデバイスの感度が高くなっている。この新規デバイスは、原子間力顕微鏡などのローカル・プローブ顕微鏡、アクチュエータ、(化学)センサ、あるいは発振器に応用できる。
Description
【発明の詳細な説明】
電気機械変換器
本発明は、可撓性素子と増幅器を含み、可撓性素子の動きと同期した電気出力
を生成する電気機械変換器に関する。本発明はまた、ローカル・プローブ顕微鏡
用のカンチレバーや、センサまたは発振器として使用されるこのような変換器に
関する。
発明の背景
電気機械変換器は、幅広い技術分野で使用されている。そのような電気機械変
換器は、発振回路、振動子、センサまたはマイクロアクチュエータの部品、ある
いは原子間力顕微鏡(AFM)のようなローカル・プローブ・デバイスの部品と
して利用される。以下に、様々な技術分野における様々な既知のデバイスを示す
。これらの装置は、電気機械変換器がいかに幅広く利用されているかを示すもの
である。
IBMテクニカル・ディスクロージャ・ブルテンVol.25、No.12、1983年5月、
6424/5ページに、R.H.テイラー(Taylor)とD.J.ウェブ(Webb)により、集
積型力センサが記載されている。このセンサは、関連する電界効果トランジスタ
の細長いゲートに結合された圧電層からなる。圧電層に圧力がかかるとゲート電
極が充電され、これにより、電界効果ト
ランジスタのチャネルのコンダクタンスが変調される。
もう1つの既知のデバイスは、IEEE Transaction on Electron Devicesの、Vo
l.ED-14、No.3、March 1967、pp.117〜133に、H.C.ナザンソン(Nathanson)
他によって、「共振ゲート・トランジスタ(RGT)」として発表されている。
RGTは、MOS型電界効果トランジスタのドレインとソースの上に吊り下げた
ビーム型電極を使用する。(荷電した)ビームの振動により、トランジスタのチ
ャネルが変化する。適切なフィードバック回路により、RGTを強制的に一定周
波数で発振させることができる。
電気機械変換器を「双方向スイッチ」として利用することは、米国特許US−
A−5034648号で実証されている。この明細書において、2つの電界効果
トランジスタのゲートに基本的に圧電性のロッドが取り付けられている。
さらに、Sensors and Actuators,A21〜A23(1990)、pp.226〜228に、F.R.
ブロム(Blom)他によって、マイクロメカニカル・デバイス用の圧電アクチュエー
タが記載されている。このアクチュエータは、2つの金属層の間に挟まれたSi
O2層とZnO層からなる多層カンチレバーによって形成される。金属層に電圧
をかけると、カンチレバーにたわみが生じる。また、原子間力顕微鏡(AFM)
の分野では、ユニモルフまたはバイモルフの圧電カンチレバーも見られる。原子
間力顕微鏡は、いわゆる「ローカル・プローブ法」の特殊な変形であり、それら
は全て、曲率半径が10〜100nmの頂点を
有するティップを使用する。ティップまたはプローブは、圧電変換器によって検
査するサンプルの近くに配置される。AFMおよびその関連技術において、ティ
ップは圧電カンチレバーに取り付けられる。表面をサンプルに近づけるときのた
わみを制御するために、カンチレバーの圧電材料を利用する多数の提案が知られ
ている。これらの提案の例は、欧州特許出願EP−A−0492915号明細書
に見られ、この明細書では、いくつかの圧電層と、それらの圧電層に電圧を印加
するための適切な数の電極とを有するカンチレバー・プルーブを作成する方法が
いくつか示されている。US−A−4906840号明細書は、カンチレバー・
ビームをその静止位置から相対する方向に曲げることができる圧電バイモルフ層
を備えた類似の積層カンチレバー構造を開示している。いくつかの実施形態にお
いて、圧電バイモルフに負荷をかけるために必要な制御回路を、エッチングによ
りそれからカンチレバーを形成する基板に組み込むことが提案されている。
原子間力顕微鏡用の小型集積カンチレバーを作成するもう1つの試みは、Appl
.Phys.Lett.62(8)、22.Feb 1993、pp.834〜836に所載のM.トートンズ(Torton
ese)他の論文から既知である。この論文に記載された曲がり検出方式では、圧電
抵抗ひずみセンサを使用する。カンチレバー・ビーム内の圧電抵抗層の抵抗率か
ら、カンチレバーのたわみを直接測定することができる。この抵抗率は、外部の
ホイートストン・ブリッジによって求める。基材のシリコン自体が圧電抵抗層と
して働く。
欧州特許出願EP−A−0290647号では、圧電発振器をカンチレバーに
取り付け、カンチレバーにかかる力が変化したときに生じる周波数のずれを決定
することにより、カンチレバーのたわみを測定する。この原理を利用して、K.
タカタ(Takata)は、Rev.Sci.Instrum.64(9)、Sept.93、pp.2598〜2600に、カン
チレバーに組み込まれた圧電振動子を備えるデバイスを発表している。振動子を
AFM用のバイモルフ・カンチレバーとして形成することにより、ティップとサ
ンプルの間隔と力勾配を同時に検出することができる。
従来技術から明らかなように、いくつかの分野において、ローカル・ブローブ
技術のカンチレバーやその他のセンサおよび発振器を集積して製作する試みが行
われてきた。しかし、周知のすべての提案は、依然として外部回路に大きく依存
しており、外部回路が、記載されたデバイスのサイズと複雑さの大部分を占める
。これらのデバイスは、正確な位置合わせと追加の配線を必要とする。
したがって、本発明の目的は、高度に集積された電気機械変換器を提供するこ
とである。本発明のさらに具体的な目的は、より大型のデバイスに簡単に取り付
けることができる丈夫な変換器を提供することである。本発明の他の目的は、特
に曲げとたわみをより良好に制御することができるローカル・プローブ顕微鏡、
センサ、アクチュエータおよび発振器用の高度に集積されたカンチレバー構造に
関する。
発明の概要
本発明の特徴と考えられる機能は、請求の範囲に記載する。
したがって、本発明の変換器は、増幅回路の基本部分を組み込んだ可撓性素子
を含む。外部電源を除き増幅回路が可撓性素子に完全に組み込まれる。好ましい
実施形態において、この増幅回路は電界効果トランジスタであり、小さなゲート
電圧を利用してソースからドレインに流れる電流を制御する。可撓性素子の好ま
しい寸法は、極めて高感度のデバイスの場合いずれかの方向に1mmから1ミク
ロンである。
この増幅回路は、薄膜トランジスタ(TFT)技術によって製作すると有利で
ある。薄膜トランジスタは、基本的には金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ
(MOSFET)と類似しているが、MOSFETでは高品質の単結晶基板(ウ
ェハ)が使用されるのに対し、TFT内のすべての構成要素は、たとえばSiNx
、SiOx、SiOxNy、TaOx、Al2O3や複合層などの絶縁基板に付着さ
せることができる。可撓性素子の基材またはその材料の酸化物を、TFTデバイ
スの基板として使用すると有利である。
可撓性素子に組み込む増幅素子がFETの場合、少なくともソース電極、ドレ
イン電極およびゲート電極を基板に付着させなければならない。適切な電極は、
導電材料、特に、蒸着やフォトリソグラフィその他の技術によって付着されるA
u、Al、Mo、Ta、Ti、ITO(インジウム・スズ酸化物)、NiCr、
Cuなどの金属からなるものである。ド
レインとソースとを接続する半導体チャネルからゲート電極を絶縁するため、前
述のものと同じ絶縁材料を基板用の基材に用いてもよい。これらの層は、蒸着、
スパッタリング、化学的気相付着(CVD)、分子線エピタキシー(MBE)な
どによって付着される。ゲート電極として適切な材料が使用されるものとすると
、その電極に陽極酸化を行うことによって絶縁層を作成することもできる。半導
体チャネル自体は、Si、a−Si:H、poly−Si、CdSe、Te、I
n、Sb、Geを含む材料をベースにしたものでよい。ソース電極やドレイン電
極へのオーム性接触部などの特定部分には、n+ドープのa−Si:Hまたはバ
リア・メタルをドープしたa−Si:Hを考えることもできる。これらの材料は
、蒸着、スパッタリング、CVD、MBEによって、あるいは他の既知の技術に
よって付着する。この層は、エッチング、プラズマ・エッチング、またはイオン
・ビーム・ミリングを伴うフォトリソグラフィによってパターン化する。また、
走査プローブ顕微鏡を利用したリソグラフィ・プロセスを使用することも可能で
ある。
本発明のさらに他の態様として、可撓性素子は、電圧発生手段、好ましくは圧
電素子も含む。これらの素子は、単層(ユニモルフ)か、あるいは2層(バイモ
ルフ)もしくは多層(マルチモルフ)の組み合わせを形成する。これにより、延
ばしたり、圧縮したり、応力をかけたり、引っ張ったりしたときに電圧が発生す
るように、電圧発生手段を調整するこ
とができる。好ましい圧電材料としては、基材上にスパッタすることができるZ
nO、AlN、PZTが含まれる。接着材または適切な接着剤で基板に接着する
場合は、他の圧電材料、特にポリフッ化ビニリデン(PVDF)やその共重合体
などの高分子を使用することができる。
本発明の可撓性素子は、弾性特性(ばね定数)を持ち、曲げまたは振動運動を
行うことができることを特徴とする。可撓性素子の例は、原子間力顕微鏡に見ら
れるようなカンチレバー構造、あるいは様々な用途に使用される薄膜である。既
存の集積回路技術との互換性のため、好ましい基材としては、シリコンまたは窒
化シリコンおよびそれらの酸化物が含まれる。可撓性素子は、KOH(水酸化カ
リウム)などのアルカリ性水溶液、EDPの溶液(エチレンジアミン、ピロカテ
コールおよび水)、ヒドラシンの溶液、あるいは水酸化アンモニウムもしくはテ
トラメチル水酸化アンモニウムと水をベースとする溶液による異方性エッチング
によって作成される。
可撓性素子、電圧発生手段および電子増幅器を含む集積デバイスを使用するこ
とにより、1ナノメートルよりもかなり小さい可撓性素子の変位で、1μVない
し5Vの出力信号が生成される。動作時、電圧発生手段は、可撓性素子のたわみ
または曲がりの大きさによって決まる電圧を生成する。この電圧により、電界と
ソース−ドレイン電流が同期的に変調され、あるいはベース・コレクタ増幅器の
場合はベース電流が駆動される。
本発明のさらに他の態様を参照すると、増幅手段を、圧電素子によって生成さ
れる可能性のあるピーク電圧から保護すると有利である。適切な保護は、ゲート
電極に印加されるバイアス電圧によって、あるいは可撓性素子(集積保護ダイオ
ード)に組み込まれた固定ブレークスルー電圧を持つ2端子デバイス(ダイオー
ド)や、分圧器などによって提供することができる。
本発明のもう1つの態様として、可撓性素子は、力、熱、光強度など他の物理
特性を変位に変換する変換器としても働く。本発明のこの態様の好ましい実施形
態では、可撓性素子にティップを取り付けて、前に定義したように、ローカル・
プローブ・デバイス用の改良されたセンサを提供する。前述の圧電抵抗カンチレ
バーなど既知のAFM技術と比較すると、この実施形態は、第1増幅段がカンチ
レバー構造の一部分となった高度の集積化を提供する。エネルギーの放散と雑音
の制限が減少する。さらに、この新規のカンチレバーを他の既知のAFM技術と
比較すると、カンチレバーのたわみを測定するための複雑な巨視的読取装置、ま
たは検出器、多くの場合は光学装置が不要になる。本発明のこの態様のもう1つ
の好ましい実施形態においては、可撓性素子は、異なる熱膨張係数をもつ少なく
とも2つの層を含む。これにより、温度変化が、「バイメタル」効果として知ら
れる形で可撓性素子のたわみを引き起こす。2つの層の熱膨張係数に少なくとも
10倍の差があるときは、小さな温度変化も監視することがで
きる。国際出願PCT/EP93/01742号に記載されているような触媒層
や吸収層などの化学的活性層を含めることにより、本発明のこの「バイメタル」
変形例の用途を広げることができる。化学的活性層における化学反応による熱放
散は、可撓性素子の変位を通じて検出可能な電気信号に変換される。このカンチ
レバー構造の感度の範囲は、ナノワット領域あるいはピコワット領域にも及ぶ。
本発明の「バイメタル」変形例は、熱較正手段を備えることによってさらに改
善される。この熱較正は、抵抗加熱素子によって、好ましくは可撓性素子に付着
させた導電性材料のループによって達成される。ループの抵抗が既知ならば、定
義した量の熱を可撓性素子に加えることができる。様々な熱量によって生じるた
わみを測定することによりデバイスを較正する。また、抵抗加熱素子を使って、
分子の熱吸着/脱着の研究を行うこともできる。
本発明は、標準的なシリコンおよびTFT技術によることができるため、本発
明によるデバイスの大量生産は容易に実現可能である。たとえば、IEEE Transac
tion on Electron Devices、Vol.ED-25、No.10、pp.1241〜1249に、K.E.ピ
ータースン(Petersen)が記載するシリコン・マイクロ機械加工をTF
T表示装置を作成する技術と組み合わせることによって、本発明によるデバイス
の大きなアレイを製造して、タッチ式または感熱式のスクリーンおよびパネルを
提供することができる。シリコンは丈夫なため、長い寿命と物
理的破壊に対する十分な保護が保証される。本発明によるデバイスを製造するた
めに利用できるもう1つの標準的な材料は、ガリウムヒ素およびその合金、たと
えばAlGaAsでもよい。この材料の加工技術は、たとえば、J.Micromech.M
icroeng.4(1994)、p.1〜13にK.ヨート(Hjort)他によって記載されてい
る。
本発明の特徴と考えられる上記その他の新規な機能は、併記の請求の範囲に記
載されている。しかしながら、本発明自体、ならびに好ましい使用様式、その他
の目的および利点は、実施形態に関する以下の詳細な説明を添付図面と共に読め
ば最もよく理解されよう。
図面の説明
次の図面を参照して、本発明について以下詳細に説明する。
第1図は、本発明によるシリコン・ベースのマイクロメカニカル・カンチレバー
を示す図である。
第2図は、本発明によるデバイスのアレイを示す概略図である。
発明の実施形態
次に第1図を参照すると、Siを含む基材1上にSiO2の絶縁層2を成長さ
せた、本発明による例示的デバイスが示されている。次に、アモルファスSi(
s−Si)の層3の付着によって半導体チャネルを形成する。アルミニウム層を
a−
Si層上にスパッタし、フォトリソグラフィで2つの分離した導電パッドが残る
ようにパターン化する。これらのパッドは、それぞれ、ソース電極4とドレイン
電極5を形成する。ドレイン電極とソース電極をゲート電極7から分離するため
に、化学的気相付着(CVD)段階で、別の絶縁酸化フィルム6を構造内に成長
させる。ゲート電極は、他の2つの電極と同じように作成される。ゲート電極自
体は、高周波スパッタされたチタン酸ジルコニウムの層8によって覆われる。こ
の材料は、強力な圧電効果を示す。次に、後で説明するように、「バイメタル」
効果を生み出すために基材と共に使用されるアルミニウムの薄い層9を付着する
。食い違い層の上部を、この例では触媒として働く白金の化学的活性層10で覆
う。
カンチレバーは、前述のようにEDPによる異方性エッチングによって最終的
な形状が与えられる。図では、3つの電極4、5、7に、外部と電気接触するた
めのパッドが付いている。
カンチレバーの全体寸法は、150×50×4μm3であり、その大きさは、
基材層1とAl層9が占める。その他の層は、標準の厚さが500μm以下であ
る、第1図のデバイスは同じ縮尺で描かれていないことに注意されたい。
動作時には、TFT−FETの増幅率を100になるように選択する。デバイ
スを、242kJ/molの反応エンタルピーで、白金層10を触媒として、次
の反応を利用して試
験する。
H2+1/2O2→H2O
デバイスを、H2とO2の適切な化学量論比(2:1)の混合物を2×10-2mb
arまでの圧力に充填した適切な真空チャンバ内に置く。
触媒表面10における反応の熱生成ΔQ/Δtによって、カンチレバーの温度
は、熱生成が熱損失ΔQ(Loss)/Δtと釣り合うまで上昇する。この温度
により、Al層9とSi基材層1の長さに差が生じる。バイメタル効果によって
カンチレバーが曲がり、圧電層8内で誘導される応力によって電圧が生じる。圧
電層のサイズに応じて約1Kの温度変化で約2Vの電圧を生じることが判明して
いる。所与の増幅率では、デバイスの感度は、約100V/Kと推定される。雑
音レベルが約1mVの場合、測定は10-5Kより高い温度変化に制限される。こ
れは、本発明の可能性をはっきりと示すものである。当業者には多くの最適化方
法が明らかであろう。カンチレバーの構造を、長さを増しあるいは高感度部分を
拡大するように改良することもできる。もう1つ考えられる改良としては、カン
チレバー構造の素子のセグメント化、たとえばカンチレバーの制限された部分だ
けにFETまたは圧電層を備える、可撓性素子にいくつかのFETを組み込むな
どがある。
次に、第2図を参照すると、個々の変換器を増幅器と信号処理装置に配線で接
続する既知の手法に固有の浮遊容量、クロストークおよび雑音に関連する不可避
な問題が本質的に解消される、本発明によるデバイスのアレイが示されている。
新しいアレイは単純化されており、TFT表示装置の製造分野で周知の大量生産
技術を利用するのが容易である。
本発明によるデバイス、たとえばカンチレバー、センサ、アクチュエータ、発
振器は、電界効果トランジスタFETS1、・・・、S4の記号によって表される
。FETのソース電極が、外部電源20に接続される。各デバイスのドレインは
、負荷抵抗R1、・・・、R4に結合され、次の処理のために出力V1、・・・、V4
に電圧信号を生成する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
H04R 17/00 H01L 41/08 Z
29/78 622
613
(72)発明者 ウエランド、マーク、エドワード
イギリス国ケンブリッジ、トランピント
ン、ウィンゲート・ウエイ 32
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つの可撓性素子(1〜10)と少なくとも1つの増幅回路(3 〜7)とを備え、可撓性素子のたわみを測定するための電気機械変換器であって 、増幅回路が可撓性素子内に組み込まれていることを特徴とする電気機械変換器 。 2.可撓性素子が、さらに電圧発生手段(8)を含むことを特徴とする請求項1 に記載の電気機械変換器。 3.電圧発生手段が、圧電材料(8)を含むことを特徴とする請求項2に記載の 電気機械変換器。 4.圧電材料が、マルチモルフ構造を有することを特徴とする請求項3に記載の 電気機械変換器。 5.増幅回路が、トランジスタを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気機 械変換器。 6.トランジスタがさらに、ブレークスルー電圧に対する保護手段を含むことを 特徴とする請求項5に記載の電気機械変換器。 7.増幅回路が、圧電材料(8)によって生成される電圧で動作可能なゲート電 極(7)を有する電界効果トランジスタであり、圧電材料が、可撓性素子(1〜 10)に組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載の電気機械変換器。 8.可撓性素子がさらに、異なる熱膨張係数を有する少なくとも2つの層(1、 9)を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気機械変換器。 9.可撓性素子が、化学的活性層または吸収層(10)で覆われることを特徴と する請求項8に記載の電気機械変換器。 10.ローカル・プローブ・デバイス、センサ、アクチュエータまたは発振回路 で使用される請求項1ないし9のいずれかに記載の電気機械変換器。
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10508431A true JPH10508431A (ja) | 1998-08-18 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000266657A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Seiko Instruments Inc | 自己励振型カンチレバー |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6006594A (en) * | 1994-05-11 | 1999-12-28 | Dr. Khaled Und Dr. Miles Haines Gesellschaft Burgerlichen Rechts | Scanning probe microscope head with signal processing circuit |
US5844238A (en) | 1996-03-27 | 1998-12-01 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Infrared imager using room temperature capacitance sensor |
US5796152A (en) * | 1997-01-24 | 1998-08-18 | Roxburgh Ltd. | Cantilevered microstructure |
DE19825761C2 (de) * | 1998-06-09 | 2001-02-08 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Erfassen einer Dehnung und/oder einer Stauchung eines Körpers |
US6140646A (en) * | 1998-12-17 | 2000-10-31 | Sarnoff Corporation | Direct view infrared MEMS structure |
WO2000040938A1 (en) | 1999-01-08 | 2000-07-13 | Sarnoff Corporation | Optical detectors using nulling for high linearity and large dynamic range |
US7223914B2 (en) * | 1999-05-04 | 2007-05-29 | Neokismet Llc | Pulsed electron jump generator |
US6678305B1 (en) * | 1999-05-04 | 2004-01-13 | Noekismet, L.L.C. | Surface catalyst infra red laser |
US6114620A (en) * | 1999-05-04 | 2000-09-05 | Neokismet, L.L.C. | Pre-equilibrium chemical reaction energy converter |
US7371962B2 (en) * | 1999-05-04 | 2008-05-13 | Neokismet, Llc | Diode energy converter for chemical kinetic electron energy transfer |
US6649823B2 (en) * | 1999-05-04 | 2003-11-18 | Neokismet, L.L.C. | Gas specie electron-jump chemical energy converter |
US6392233B1 (en) | 2000-08-10 | 2002-05-21 | Sarnoff Corporation | Optomechanical radiant energy detector |
KR100393188B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-07-31 | 삼성전자주식회사 | 다초점 렌즈를 이용한 위상공액 홀로그래픽 정보 저장장치 및 정보 저장 방법 |
DE10114665A1 (de) * | 2001-03-23 | 2002-09-26 | Bernhard Trier | Drucksensor mit Membran |
US6593666B1 (en) * | 2001-06-20 | 2003-07-15 | Ambient Systems, Inc. | Energy conversion systems using nanometer scale assemblies and methods for using same |
US6866819B1 (en) | 2001-11-13 | 2005-03-15 | Raytheon Company | Sensor for detecting small concentrations of a target matter |
TWI266877B (en) * | 2003-05-28 | 2006-11-21 | Au Optronics Corp | Capacitive acceleration sensor |
US7199498B2 (en) * | 2003-06-02 | 2007-04-03 | Ambient Systems, Inc. | Electrical assemblies using molecular-scale electrically conductive and mechanically flexible beams and methods for application of same |
US7095645B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-08-22 | Ambient Systems, Inc. | Nanoelectromechanical memory cells and data storage devices |
US7148579B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-12-12 | Ambient Systems, Inc. | Energy conversion systems utilizing parallel array of automatic switches and generators |
US20040238907A1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-02 | Pinkerton Joseph F. | Nanoelectromechanical transistors and switch systems |
US20050115329A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-02 | Gregory Otto J. | High temperature strain gages |
GB0328054D0 (en) * | 2003-12-04 | 2004-01-07 | Council Cent Lab Res Councils | Fluid probe |
US7104134B2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-09-12 | Agilent Technologies, Inc. | Piezoelectric cantilever pressure sensor |
US7497133B2 (en) | 2004-05-24 | 2009-03-03 | Drexel University | All electric piezoelectric finger sensor (PEFS) for soft material stiffness measurement |
JP2008506548A (ja) | 2004-07-19 | 2008-03-06 | アンビエント システムズ, インコーポレイテッド | ナノスケール静電および電磁モータおよび発電機 |
EP1910217A2 (en) * | 2005-07-19 | 2008-04-16 | PINKERTON, Joseph P. | Heat activated nanometer-scale pump |
EP1995787A3 (en) * | 2005-09-29 | 2012-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method therof |
GB0605273D0 (en) * | 2006-03-16 | 2006-04-26 | Council Cent Lab Res Councils | Fluid robe |
US8481335B2 (en) * | 2006-11-27 | 2013-07-09 | Drexel University | Specificity and sensitivity enhancement in cantilever sensing |
US7992431B2 (en) * | 2006-11-28 | 2011-08-09 | Drexel University | Piezoelectric microcantilevers and uses in atomic force microscopy |
US8927259B2 (en) | 2006-11-28 | 2015-01-06 | Drexel University | Piezoelectric microcantilever sensors for biosensing |
WO2008109205A2 (en) * | 2007-02-01 | 2008-09-12 | Drexel University | A hand-held phase-shift detector for sensor applications |
WO2008124084A2 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-16 | Pinkerton Joseph F | Nanoelectromechanical systems and methods for making the same |
GB0716202D0 (en) | 2007-08-11 | 2007-09-26 | Microvisk Ltd | Improved fluid probe |
US8241569B2 (en) | 2007-11-23 | 2012-08-14 | Drexel University | Lead-free piezoelectric ceramic films and a method for making thereof |
WO2009126378A2 (en) | 2008-03-11 | 2009-10-15 | Drexel University | Enhanced detection sensitivity with piezoelectric microcantilever sensors |
CN105259031A (zh) * | 2008-05-16 | 2016-01-20 | 德瑞索大学 | 评估组织的系统和方法 |
US20100116038A1 (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-13 | International Business Machines Corporation | Feedback- enhanced thermo-electric topography sensing |
US8349611B2 (en) * | 2009-02-17 | 2013-01-08 | Leversense Llc | Resonant sensors and methods of use thereof for the determination of analytes |
US8722427B2 (en) * | 2009-10-08 | 2014-05-13 | Drexel University | Determination of dissociation constants using piezoelectric microcantilevers |
US20110086368A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Drexel University | Method for immune response detection |
US8637802B2 (en) * | 2010-06-18 | 2014-01-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photosensor, semiconductor device including photosensor, and light measurement method using photosensor |
EP2610597B1 (en) * | 2010-08-24 | 2015-11-18 | Nec Corporation | Vibration sensor |
EP2458354A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-30 | Fei Company | Method of measuring the temperature of a sample carrier in a charged particle-optical apparatus |
US20120304758A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Baker Hughes Incorporated | Low-frequency viscosity, density, and viscoelasticity sensor for downhole applications |
US9437892B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-09-06 | Quswami, Inc. | System and method for converting chemical energy into electrical energy using nano-engineered porous network materials |
US9311944B2 (en) * | 2013-11-01 | 2016-04-12 | Seagate Technology Llc | Recording head with piezoelectric contact sensor |
CA3006938C (en) | 2014-12-10 | 2023-08-15 | Paul D. Okulov | Micro electro-mechanical strain displacement sensor and usage monitoring system |
US9960715B1 (en) | 2016-03-22 | 2018-05-01 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Light activated piezoelectric converter |
WO2018148510A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | Nextinput, Inc. | Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor |
US11255737B2 (en) | 2017-02-09 | 2022-02-22 | Nextinput, Inc. | Integrated digital force sensors and related methods of manufacture |
US11243126B2 (en) * | 2017-07-27 | 2022-02-08 | Nextinput, Inc. | Wafer bonded piezoresistive and piezoelectric force sensor and related methods of manufacture |
WO2019079420A1 (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | Nextinput, Inc. | SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE |
WO2019099821A1 (en) | 2017-11-16 | 2019-05-23 | Nextinput, Inc. | Force attenuator for force sensor |
DE102018103180A1 (de) * | 2018-02-13 | 2019-08-14 | First Sensor AG | Anordnung für einen halbleiterbasierten Drucksensorchip und Drucksensorchip |
US11060400B1 (en) | 2020-05-20 | 2021-07-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods to activate downhole tools |
US11255191B2 (en) * | 2020-05-20 | 2022-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods to characterize wellbore fluid composition and provide optimal additive dosing using MEMS technology |
US11255189B2 (en) | 2020-05-20 | 2022-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods to characterize subterranean fluid composition and adjust operating conditions using MEMS technology |
CN112097946B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-09-28 | 大连理工大学 | 一体化柔性温度和压力传感器及其制备方法和用于非平面温度测量的系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3351786A (en) * | 1965-08-06 | 1967-11-07 | Univ California | Piezoelectric-semiconductor, electromechanical transducer |
US3585415A (en) * | 1969-10-06 | 1971-06-15 | Univ California | Stress-strain transducer charge coupled to a piezoelectric material |
US4378510A (en) * | 1980-07-17 | 1983-03-29 | Motorola Inc. | Miniaturized accelerometer with piezoelectric FET |
US4480488A (en) * | 1982-02-19 | 1984-11-06 | The General Electric Company, P.L.C. | Force sensor with a piezoelectric FET |
GB8408722D0 (en) * | 1984-04-04 | 1984-05-16 | Berkel Patent Nv | Sensor devices |
EP0363005B1 (en) * | 1988-09-02 | 1996-06-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | A semiconductor sensor |
JPH06194381A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Murata Mfg Co Ltd | 加速度センサ |
-
1994
- 1994-09-12 US US08/793,788 patent/US5780727A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-12 DE DE69424190T patent/DE69424190T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-12 EP EP94927607A patent/EP0783670B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-12 WO PCT/EP1994/003052 patent/WO1996008701A1/en active IP Right Grant
- 1994-09-12 JP JP08509836A patent/JP3055175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000266657A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Seiko Instruments Inc | 自己励振型カンチレバー |
Also Published As
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EP0783670A1 (en) | 1997-07-16 |
JP3055175B2 (ja) | 2000-06-26 |
DE69424190D1 (de) | 2000-05-31 |
US5780727A (en) | 1998-07-14 |
DE69424190T2 (de) | 2000-11-23 |
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