用静电悬浮技术设计耐久的MEMS开关

据麦姆斯咨询报道，宾厄姆顿大学（Binghamton University）、纽约州立大学（State University of New York）的研究人员开发出了一种使手机和电力线更耐久的方法。

宾厄姆顿大学机械工程助理教授Sherry Towfighian和研究生Mark Pallay开发了一款新型MEMS开关，利用静电悬浮技术提供了更耐久的系统。“所有手机都在使用MEMS开关进行无线通信，但传统MEMS开关只有两个电极，”Towfighian说，“这些开关在一个小时内会多次打开和闭合，因此这种双电极系统会限制它们的使用寿命。”当两个电极在多次重复后接触时，底部电极的表面会损坏，从而导致MEMS开关必须丢弃和更换。一些研究人员试图通过在电极上添加凹痕或着触垫来减少电极碰撞时的接触面积，以避免这种损伤，但Towfighian解释称，这只能延缓材料的最终损坏。

她想打造一种完全避免损坏的系统。她没有遵循传统的双电极模型，而是设计了一种底部有三个电极的MEMS开关，这三个电极平行安置。底部右侧和左侧的两个电极接电，而中间和顶部电极接地。Towfighian解释说：“这种MEMS开关通常是闭合的，但是侧电极提供了一个强大的向上力，可以克服两个中间电极之间的力并打开开关。”这种被称为静电悬浮的力，目前在双电极系统中是无法实现的。这种力可防止器件在连续使用后永久损坏，并可实现可靠的双向开关。“对于手机来说，这种设计意味着更长的寿命和更少的部件更换，”Towfighian说，“对于电力线，当电压超过极限，我们想打开开关时，这种类型的MEMS开关会很有用。这种设计使我们能够有更可靠的开关来监测异常的电压高峰，就像地震造成的情况，会对公众安全造成威胁。”这项名为“采用静电悬浮的高可靠MEMS开关”的研究成果已经发表于近期的《应用物理学快报》。