荷蘭台夫特理工大學開發強度比克維拉高10倍的微晶片材料

 

刊登日期:2023/12/22
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荷蘭台夫特理工大學開發了一種適用於高感度微晶片之材料,具有比著名的高強度合成纖維克維拉(Kevlar)強10倍的斷裂拉伸強度。利用奈米力學的微晶片研究不斷推進,可望做為次世代微機電系統(MEMS)技術,應用於感測器、光子學、量子元件等各領域。

奈米機械共振器為力/加速度/位移感測技術中的基礎技術,為提高奈米機械共振器的靈敏度,其中一種方法是共振器的奈米結構設計。此設計受到奈米薄膜材料的斷裂拉伸強度所限制,通常原子完整排列的晶體材料應為具高強度的材料,然而由於奈米結構導入的晶體缺陷,以致其斷裂拉伸強度降低。

在此次研究中,台夫特理工大學開發了一項斷裂拉伸強度超過10 GPa,原子未整齊排列之非晶質結構的碳化矽(SiC)薄膜,且相較應用於防彈背心的高強度纖維-克維拉,強度提高了10倍以上。此外,研究團隊利用精細奈米加工技術,製作出多種可準確測量碳化矽奈米薄膜機械性能的奈米機械共振器,開創了超高感度的奈米機械技術。

除了優良的機械性能之外,新薄膜材料還具有擴展性等潛力。非晶質碳化矽已可實現晶圓級的製造,提供大片且極為堅固的材料。新開發的薄膜材料可望在奈米力學感測器、太陽電池、生物學應用、太空探查及其他需要強度、穩定性的動態環境等各領域發揮極大的應用潛力。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/231124_ultra-strong-material.html
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