第二章納米科技的典型方向3

上節(jié)重點納米科技的分類；摩爾定律及其遇到的嚴重挑戰(zhàn)；納米電子學；典型的納米電子器件；納米計算機。摩爾定律：每隔18個月，新芯片的集成度將提高一倍，同時性能提高一倍。摩爾定律遇到的嚴重挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)一：達到了決定線寬的集成電路光刻加工的物理極限（100nm）后,現(xiàn)行的微電子學工藝很難再有所作為。挑戰(zhàn)二：器件內(nèi)電子行為的限制和器件功耗過大的限制。納米電子學的研究內(nèi)容在特征長度為0.1~100nm的納米器件中探測、識別與控制單個量子（如單個電子、單個光子、單個磁通量子、單個原子和單個分子等）、少數(shù)幾個量子或量子波的運動規(guī)律（理論）；研究原子、分子人工組裝和自組裝而成的器件（工藝）研究在量子點、量子線和量子點陣內(nèi)單個量子、少數(shù)幾個量子或量子波所表現(xiàn)的特征和功能，用于信息的產(chǎn)生、傳遞和交換的器件、電路和系統(tǒng)及其在信息科學技術(shù)中應用的學科（應用）。應對摩爾定律的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)納米電子器件及其集成電路的兩種可能方式----1.現(xiàn)有的集成電路進一步微型化研究開發(fā)更小的最小線寬的加工技術(shù)來加工尺寸更小的電子器件。2.利用納米結(jié)構(gòu)的量子效應，研制全新的量子結(jié)構(gòu)體系包括新型的量子效應電子器件和零維量子點、一維量子線和二維量子阱等。納米電子器件的加工技術(shù)定義：特征尺寸1.0~10nm的納電子器件。納米電子器件按照電子在島中被限制的程度，定義了納米電子器件的三個基本種類：量子點（QD）：島以零維自由度限制電子；諧振隧穿器件（RTD）：島以一維或二維自由度限制電子；單電子晶體管（SET）：島以三維自由度限制電子。工作原理：視紫紅質(zhì)具有奇特的光學循環(huán)特性,可用于儲存信息，起代替計算機信息處理和信息存儲的作用。分子計算機應用幾種生物分子制造分子計算機的組件，例如細菌視紫紅質(zhì)。光計算機（光腦）工作原理：靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對信息進行處理的。特點是平行運算。基本電子元件：微小的玻璃塔，其中有一層半導體。激光照射在塔上，捕陷在半導體中的電子被釋放出；視激光的強弱這些電子會使玻璃塔變得半透明或昏暗；反射回來的訊號就是一個位元的數(shù)位信息：是或否、開或關(guān)。生物計算機（生物電腦）工作原理：DNA上含有的大量遺傳密碼，相當于存儲的數(shù)據(jù)，通過與酶的相互作用，可將一種基因代碼通過生化反應轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼，轉(zhuǎn)變前的基因代碼可作為輸入數(shù)據(jù)，反應后的基因代碼可作為運算結(jié)果。遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置，基本元件是原子和分子。處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法。原理：量子計算機通過利用粒子的量子力學效應，如光子的極化，原子的自旋等來表示0和1以進行存儲和計算。量子計算機2.2微電子機械系統(tǒng)（MicroElectronicMechanicalSystems）--------以納米機械學為設計和工作原理的系統(tǒng)

一分錢硬幣大小、頭發(fā)絲粗細，這樣的描述語我們都很熟悉。但是，要說一分錢硬幣大小的飛機，頭發(fā)絲粗細的馬達，可能就要瞠目結(jié)舌。微機電系統(tǒng)（簡稱為MEMS）就是這樣一些令人“匪夷所思”的微型智能化系統(tǒng):2.2納米微機械技術(shù)(MEMS)2.2.1MEMS的研究背景2.2.2MEMS的研究內(nèi)容與特點2.2.3MEMS典型器件與系統(tǒng)2.2.4MEMS的加工技術(shù)及其對制造業(yè)的影響2.2.5MEMS的典型應用對尺寸微小型化機械裝置的不斷追求，以適應生物、環(huán)境控制、醫(yī)學、航天航空、數(shù)字通訊、傳感技術(shù)、靈巧武器等領域日益增長的要求。60年代以來，微電子技術(shù)滲透到機械工程各個領域，機電一體化為機械裝置在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能方面都帶來了革命性的變化，也大大促進了機械裝置微小型化的發(fā)展。2.2.1MEMS的研究背景微機電系統(tǒng)（MEMS）融合了硅微加工、光刻鑄造成型和精密機械加工等多種微加工技術(shù)，是在微電子技術(shù)基礎上制作的微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)，但又區(qū)別于微電子技術(shù)(IC)：在IC中有一個基本單元，即晶體管。利用這個基本單元的組合并通過合適的連接，就可以形成功能齊全的IC產(chǎn)品；在MEMS中，不存在通用的MEMS單元，而且MEMS器件不僅工作在電能范疇，還工作在機械能、磁、熱等范疇。2.2.1MEMS的研究背景

第一，體積雖小，但功能強。只有一個紅血球細胞大小的輪齒體積小，運轉(zhuǎn)快，引力和慣性幾乎不產(chǎn)生任何作用。第二，小而結(jié)實。第三，易于制造。硅片上可制造數(shù)十萬個微型機械。納米微機械的優(yōu)點微型機械技術(shù)在許多技術(shù)創(chuàng)新領域大有可為：微型開關(guān)；微型陀螺儀；無線電對講機；微型傳感器；手持式氣象檢測微系統(tǒng)；微加速度傳感器。MEMS（MicroElectro-MechanicalSystem）稱為微電子機械系統(tǒng)或微型機電系統(tǒng)。是指那種外形輪廓尺寸在毫米量級以下，構(gòu)成它的機械零件和半導體元器件尺寸在微米—納米量級，可對聲、光、熱、磁、運動等自然信息進行感知、識別、控制和處理的微型機電裝置。是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。什么是MEMS/NEMS？2.2.2

MEMS的研究內(nèi)容關(guān)鍵詞：機械裝置的微小型化，機電一體化換句真話說袖：ME憐MS是在決現(xiàn)代罷微電量子技睡術(shù)基可礎上喇發(fā)展望起來糞的一類門新科的科踢學技媽術(shù)，窯它融纖合了喜微電消子與捷精密積機械銷制作燃技術(shù)蝴，能址集成魚微傳脫感器蛙、微眾執(zhí)行開器，面以及緣瑞微信逝號處添理與墾微控番制電紗路、個接口籃到一霧個芯聰片上怠，使娛信息聞的獲購取、栽處理質(zhì)和執(zhí)罰行片嗓上系箭統(tǒng)化捧成為部可能秩，使遷許多盼產(chǎn)品珍集成酒化、覺微型摩化、攻智能去化，石成倍滔提高欺器件系和系辨統(tǒng)的橫功能慚密度泡。微電銳子機雕械和循納米您技術(shù)絨的研膨究覆鴿蓋了稻亞微厘米到輩納米部尺寸生的特嶼征范落圍，識它主惰要依柜靠光傅刻和緩圖形班轉(zhuǎn)換也設備本和工辯藝獲竟得，啟但又箏不僅浸限于麻半導上體加惡工范咳疇。ME耽MS的特乘點微型獵化體積碰小、笑重量智輕、距耗能魔低、作慣性挺小、持諧振誓頻率軋高、自響應文時間舍短。機械挖電氣瘡性能可優(yōu)良以硅臉為主魄要材融料，襖硅的扮強度漲、硬笨度、陣模量覺與鐵常相當向，密內(nèi)度類糟似鋁露，熱訊傳導譯率接盟近鉬釋和鎢餃。批量勤生產(chǎn)用硅張微加雜工工附藝在混一片歲硅片虧上可兆同時慘制造盛成百懇上千篩個微左型機爐電裝里置或峽完整鋸的ME鞠MS。高集智成化（智摧能化抹、多綁功能漲）把不托同功挨能、塌不同芳敏感下方向旱或致將動方脅向的蛛多個青傳感悅器或市執(zhí)行俊器集尼成于團一體早，或致形成緊微傳達感器彩陣列鄭、微絞執(zhí)行漆器陣跳列，宰甚至愿把多答種功鳴能的階器件歪集成滴在一錄起，晝形成缸復雜濾的、拍可靠驚性、幣穩(wěn)定縫性很占高的ME身MS微系界統(tǒng)。多學雖科交想叉涉及爭到多從種學打科的造交叉市、多吩種加那工技遼術(shù)的痛應用李以及雪新原碎理和蟲新結(jié)倚構(gòu)的舊探索獻等，泡引起最了諸憶多領捏域的至微型毅化革算命。ME叛MS技術(shù)接的目別標：通過樂系統(tǒng)呈的微道型化虛、集豈成化摔來探尸索具應有新礎原理噸、新飼功能青的元猾件和帶系統(tǒng)住。學科相涉及帶范圍竹：典型并的多搖學科伏交叉啊的前案沿性地研究旋領域腸，集微型慘傳感何器、執(zhí)行敏器以及信號夢處理和控制油電路喝、接卻口電辭路、義通信規(guī)和電緣瑞源于一蘆體，幾乎鍬涉及兇到自癢然及骨工程講科學勵的所障有領規(guī)域，淡如電子暗、機箏械、撲材料污、制介造、所信息龜與自仰動控挪制、求物理落、化狐學和鋪生物登等多裂種學披科，卻集約昂了當烘今科時學技師術(shù)發(fā)督展的查許多愚尖端烘成果紛。具體禿研究襲內(nèi)容（三紅個基各本方重面）1.基礎駁理論疑研究在當技前ME漫MS所能們達到償?shù)某咭认论E，宏哄觀世安界基成本的稍物理狂規(guī)律悔仍然販起作罪用，竊但由牙于尺積寸縮半小帶廊來的拌影響，許多冰物理殘現(xiàn)象坡與宏吧觀世豆界有街很大箏區(qū)別女，原處來的機理論佳基礎骨都會機發(fā)生冒變化呆，如志力的塌尺寸綱效應宋、微博結(jié)構(gòu)檢的表騰面效蔽應、罪微觀漲摩擦替機理獵等，駕因此滴有必東要對格微動假力學芳、微門流體艇力學罵、微逗熱力啦學、腳微摩誦擦學惹、微殺光學院和微蹈結(jié)構(gòu)帖學進囑行深富入的考研究乏。這一顧方面戴的研網(wǎng)究往嫩往需射要多算學科新的學襖者進罵行基小礎研賄究?；A座理論夸研究1.尺度熊效應易和表茶面效奔應2.微流亮體力姜學3.力學響和熱辭力學點基礎4.微機退械特才性和血微摩逮擦學5.微光剝學的獸基礎挺理論設想溉的分樂子軸阿承圖：春分子閘轉(zhuǎn)子呈的分關(guān)子動秘力學宮計算分子松轉(zhuǎn)子的的分估子動爽力學優(yōu)計算回模擬2.技術(shù)紗基礎五研究分為巖以下渴幾個元方面共：（1）設侵計與唉仿真川技術(shù)棄；（2）材丘料與霉加工姓技術(shù)枝；（3）封搭裝與筒裝配車技術(shù)置；（4）測昂量與惰測試華技術(shù)認；（5）集軌成與鄭系統(tǒng)張技術(shù)柴等。硅微估加工筍的工外藝：一種潤類似獻于集炸成電津路設削計和通制造栗的新渴工藝怖。把爸傳感姨器、凈電動豎機和交各種仆處理補器都祖放在妖一個故硅芯貍片上身形成督一個呢系統(tǒng)版。特點：部臥件小敵，刻田蝕的呀深度鑰要求滿數(shù)百賺微米瓶；允進許誤藏差極墓小。深槽伸刻蝕爬技術(shù)鹿出現(xiàn)楚后，雪圍繞除該技嚇術(shù)發(fā)待展了棄多種兼新型齊加工旁工藝僻。以加工當與封虧裝技簡術(shù)為偉例開發(fā)六各種據(jù)制造ME右MS的技直術(shù)，糖將ME逢MS技術(shù)蔑與航障空航棕天、斬信息飲通信皺、生笛物化皺學、昌醫(yī)療發(fā)、自喊動控稅制、娘電子鄙以及疤兵器孟等應燒用領蔽域相躲結(jié)合貍，制冒作出功符合邁各領爐域要屠求的高微傳雕感器敞、微登執(zhí)行充器、債微結(jié)跑構(gòu)等ME蠻MS器件退與系揚統(tǒng)。3.應用反研究各式劣各樣局的ME梢MS器件嶄，已扔成功株地應吃用于不自動達控制麥、信鉗息、雪生化制、醫(yī)偶療、偷環(huán)境劑監(jiān)測惱、航礦空航總天和申國防京軍事建等領際域。冷其中析微型襖壓力寫傳感歷器、包微加嗚速度兼計、芝噴墨票打印籮機的推微噴立嘴和金數(shù)字敘微鏡可顯示瓣器件倚（DM緒D）已實禍現(xiàn)規(guī)過模化墾生產(chǎn)亮，并侮創(chuàng)造則了巨考大的洋經(jīng)濟賀效益共。美吊國AD揚I公司伯的集塞成加盤速度己計系僻列已行經(jīng)大證量生劇產(chǎn)，接占據(jù)號了汽筑車安閃全氣計囊的孟大部雞分市扯場，遮年銷之售額喪約為2億美傅元；TI公司(德州鼓儀器)利用ME熱MS技術(shù)植生產(chǎn)捎的DM隊D顯示形設備平，占促有高壘清晰石投影柱儀市刑場的羊大部宋分份聰額。目前店領先服的應改用領陪域：汽車扭、醫(yī)慎療和篇環(huán)境膛；正在絡增長角的應啟用領驚域：通信赤、機孔構(gòu)工駕程和艘過程臣自動序化；還在應萌芽緣瑞的應槳用領捎域：家用/安全皮、化丙學/配藥鮮和食蔬品加臉工。主要鋼應用捏領域：舉例?。何⑽桦娮永C機械詢系統(tǒng)孤在通充信中齒的應碎用（1）納勁米衛(wèi)覆星。風一種療尺寸成減小通到最撿低限仁度的巧微型盟衛(wèi)星鞏，質(zhì)哲量通績常小繭于0.扯1kg。它是底未來犁衛(wèi)星話發(fā)展諒的“行革命撥性突舉破”交。一辨種簡染單的炸納米箭衛(wèi)星洪可以梢由外適表帶骨有太樸陽能誦電池初和天細線、賺在硅寫基片波對砌撈的專橡用集壺成微裕型儀參器組壤成。（2）微柳光電陰子機偏械系都統(tǒng)（ME暗MS）技術(shù)營。目倉前最慰前沿員的微矮機械號研究抄領域撿。微損光學懲器件鑄主要懷產(chǎn)品往有：氣微光柱學開源關(guān)陣完列、仍光纖考連接渣耦合樓器等覺。（1）基蟻因分背析和搞遺傳妙診斷虧。微加斃工技吹術(shù)制牛造各灣種微遞泵、倍微閥繞、微啞攝子賴、微待溝槽握、微種器皿店和微沸流量僵計的氣器件留適合永于操做作生逆物細逼胞和鍵生物餃大分溫子。（2）介離入治濃療。現(xiàn)有腹介入銅治療鉛儀器潔價格注貴體盈積大翅，而宵且治太療時伸儀器言進入呼體內(nèi)高，而華判斷豆和操坐作的眨醫(yī)生閉再體偏外，晶很難貪保證施操作肢的準飲確性咳。ME佳MS如人體紙腔道雨診療找微系陶統(tǒng)、位微型辛血液扛（生余化）經(jīng)檢測旦微系蘆統(tǒng)可眠進入嬸很小溝的器覆官和外組織其，自霸動地裁進行桌細微脆精確聚的操巷作，夢大大作提高仿介入植治療怪的精遇度，降低暴風險。舉例仰：微電尖子機匹械系攻統(tǒng)在索醫(yī)療悄和生宏物技旦術(shù)領砍域的恥應用（1）微悉型慣蝴性傳紙感器下。采用姿納米色技術(shù)惹制作紗的微割型慣沿性傳議感器招，其帖尺寸發(fā)和價喉格可煮減少創(chuàng)幾個肉數(shù)量萄級。溪由于ME在MS技術(shù)勝的進材步，妖已開始發(fā)出蠅多種質(zhì)類型浙的微斯加速盈度計餃，如戚壓阻雖型、畏電容得型、它隧道勤型、針熱敏幅型等移。另繼一個沙大量評應用竊于汽甩車的ME授MS傳感仇器是腰角速牢度計穿，用釣于車杰輪側(cè)喘滑和倡打滾壯控制百。（2）慣醬性測宗量組脂合。美國盲國防晝部高優(yōu)級研爐究計授劃局饞（DA饅RP蝦A）正在齒開發(fā)蝴采用瞞光纖慰陀螺厘的MI等MU與全劇球定剃位系塌統(tǒng)(GP彼S)的組孕合系形統(tǒng)。GP框S信號乓用于下校正傘慣性暮漂移宰誤差降，當GP與S信號豬被干類擾后延，慣鄙性系管統(tǒng)能負自主細工作勵。此搞項計貪劃稱哥它為喉“GP確S制導坐包”廟。該絲式技術(shù)辮將對前軍用汁和民夏用飛否機的物環(huán)狀牛激光思陀螺識形成當挑戰(zhàn)烏。舉例群：微電尸子機艘械在況汽車拌工業(yè)警和宇犯航中測的應渡用--冠--塊--ME平MS器件貸應用療最成記功、童數(shù)量爬最大除的產(chǎn)春業(yè)。此外薦，現(xiàn)暑代汽疫車采掠用的最安全壩氣囊胃、防百抱死蹄制動債系統(tǒng)過（AB壺S）威、電噴密控制熱、轉(zhuǎn)命向控魔制和乳防盜耗器等堪系統(tǒng)密都使拼用了作大量示的ME派MS器件獻。為哥了防禁止汽廊車緊牲急剎系車時蠶發(fā)生誤方向脊失控畢和翻蜘車事績故，似目前仇各汽堪車制饞造公陸司除探了裝辨?zhèn)銩B吸S系統(tǒng)朽之外筒，又行研制膏出電閃子穩(wěn)冠定程靈序（ES理P）系統(tǒng)瘋與AB片S系統(tǒng)硬配合碑使用輕。發(fā)波生緊違急剎折車情念況時劉，這琴一系跨統(tǒng)可權(quán)以在雀幾微同秒之丘內(nèi)對卵每個骨車輪祖進行散制動透，以雹穩(wěn)定木車輛乒行車眠方向具。舉例召：微電倦子機傲械在常汽車娛工業(yè)陽和宇省航中紋的應培用--叢--謊--ME充MS器件妙應用摸最成哈功、哄數(shù)量撕最大田的產(chǎn)攜業(yè)。納米紋技術(shù)欄在軍否事上構(gòu)的應溜用主恢要體戚現(xiàn)在交把納泄米技六術(shù)轉(zhuǎn)配化為蛋微型夕武器漠裝備罪系統(tǒng)葛技術(shù)散，其緩核心梁是運思用微吩型機縣電系帖統(tǒng)實窩現(xiàn)武脖器裝愚備袖側(cè)珍化蘭，以哀替代權(quán)現(xiàn)有傻的重象型武號器裝跡備：“螞螞蟻士闖兵”須：僅為買螞蟻胃大小屋，背部跑裝有神一枚魔微太追陽能顆電池出作動司力的茄微型塘機器龍人，甲有可忠觀的傾破壞扯力。穴通過粉聲音兼控制涉，它乓可以冊神不習知鬼芝不覺燃地潛牢入到蛾敵軍掀要害寶部門勝或部蠢位。菜它根添據(jù)指矮令可藥執(zhí)行頸三大受任務蝴：充乳當遙之控探元測器夜；充左當殺稅手，照專門臭“吞圾咬”幼破壞鮮敵電狂腦網(wǎng)芽絡與替通信喊線路蔑；充盡當作延戰(zhàn)平襲臺，既可除干排拖雷等饑危險猶的工俊作，逃又可缺到千喇里之考外去慘搜尋速情報縣。美謙國稱5年內(nèi)所將有垮一批“微型錫軍”服役杏。舉例傍：納米饑技術(shù)愁在軍檔事領噴域中河的應鳳用微型痰探測枯器和危微型屆地雷朝：按蓬一般螞的密季度投炊放到殘需要時控制險的軍鹿事敏獻感區(qū)敗。通樓過微幫觀裝姑置煥獄發(fā)出秩來的儉巨大方戰(zhàn)爭借威力側(cè)而使析敵方紀宏觀巷作戰(zhàn)益體系廚“突忠然癱韻瘓”民。“蒼者蠅”利機海器蟲稼：既棵可用框飛機跳、火父炮和炭步兵惰武器貸投放慚，也渴可人搞工放很置在像敵信凱息系破統(tǒng)和秩武器溝系統(tǒng)氏附近敬，大逆批機佛器“乏蒼蠅伴”可家在一伯個地無區(qū)形納成高暖效偵慌察監(jiān)說視網(wǎng)何，大豪大提轎高戰(zhàn)計場信置息獲為取的攻數(shù)量壇和質(zhì)濁量。算如果蹦再給另“蒼評蠅”痕安上島某種械極小員的彈啟頭，賣它們愧就會摟變成"蜇人傷的黃終蜂"。舉例壘：納米恒技術(shù)蛋在軍宮事領住域中破的應致用納米息武器納米移武器犁：利臨用納妻米技蜜術(shù)將渠武器勉做得墻很小,或者偵將武席器建騰立在誰納米紛級材療料基覆礎上側(cè)。由剃于與挨傳統(tǒng)苦武器燥制造腸方法鐘有很且大區(qū)摟別，武器橋性能柜也就蚊很有村別于顧常規(guī)退武器。納米對武器馳從研謊究走仿向?qū)嵅哂糜?大關(guān)狼鍵：一、饞研制撥納米爆材料紹；二、氧尋求港超精喚度微險加工量方法遇；三、慌做出微機巖電系底統(tǒng)。有趣宜的納剩米武耽器納米銹沖鋒激槍以色盯列研弊制成玩功微殖型烏碌齊83式?jīng)_眼鋒槍建；德菌國研摩制出蔽長32弦5毫米倒，重2千克具的微街型超杠短型轟沖鋒盟槍，兼可藏原入衣屋服、鄭公文弱包內(nèi)絕，不彎易被畫發(fā)現(xiàn)以。納米撒炸彈密歇裁根大楊學研溜制的傘這種勺炸彈編是一胞些分多子大軟小的餐小液種滴，捧其大叉小只愚有針機尖的1/擦50插00，作攔用是貼炸毀蔑危害拐人類堡的各踩種微搞小“敵人”，其陽中包沿括含謎有致發(fā)命生懷化武油器炭斧疽的筍孢子棕。納米云飛機一種米袖珍碰飛行晉器，阿可攜加帶各單種探象測設效備，凍具有膝信息奔處理隙、導朝航和長通訊溝能力品。有趣內(nèi)的納霞米武罩器微型勁間諜恥飛行搶器僅15厘米捧長，烈能飛群一小償時以忽上，倍不僅軌能在煙建筑秧物間瘦穿行緞，還咽可附踏在建使筑物繳或設發(fā)備上借進行鼓偵察侍飛行洞。“間諜興草”戰(zhàn)場合微型絨傳感拾網(wǎng)絡霧，裝爪有敏煙感電葵子偵遙察器吸、照賽相機帖和感梅應器迅，具澆有人蜓的“視力”功能春，可嶄將感足受到拌的如販坦克蒜車行獻進等缺情報倆傳回樣指揮冷部。微型澤傳感目器；ME警MS的重柳要組定成部燥分。19屬62年第最一個心硅微帶型壓力傳醉感器宰問世葵，開聾創(chuàng)了ME碎MS的先傭河。寇現(xiàn)在臂已經(jīng)書形成畫產(chǎn)品忌和正折在研猾究中猾的微餓型傳專感器洲有：砌壓力嘆、力糧、力動矩、感加速何度、鼓速度限、位榆置、冊流量您、電臟量、各磁場章、溫瓦度、鑄氣體件成分歲、濕秘度、pH值、塑離子控濃度刪和生侮物濃振度、佳微陀藍螺、震觸覺磁傳感直器等濕等。微型飲傳感益器正楚朝著紗集成膊化和副智能咸化的較方向賓發(fā)展。2.千2.纖3ME北MS典型關(guān)器件造與系群統(tǒng)微型麻執(zhí)行衛(wèi)器；微型羅電機聾是一沫種典抽型的歸微型另執(zhí)行郊器，可分卷為旋蒼轉(zhuǎn)式剛和直榴線式火兩類壇；其它還有槽微開土關(guān)、域微諧栗振器列、微漿閥、興微泵宰等。晃把微找型執(zhí)棋行器些分布永成陣堤列可節(jié)以收趟到意攤想不另到的做效果曬，如裝：可脫用于咐物體庭的搬河送、獲定位粉，用遞于飛掃機的裂靈巧撒蒙皮站。微帝型執(zhí)腦行器暢的驅(qū)義動方趨式主緩要有夏：靜娃電驅(qū)察動、趙壓電鏟驅(qū)動轎、電交磁驅(qū)老動、盡形狀島記憶獄合金苗驅(qū)動恭、熱扛雙金勇屬驅(qū)豪動、懼熱氣聲驅(qū)動部等等偽。2.損2.畫3ME資MS典型秒器件辜與系提統(tǒng)納米極尺度舟的齒雅輪相支當于置圖中犯螞蟻括拿著帝的微福型齒儉輪的頭萬分銀之一8mm大小物的壓謙電超啟聲微丹電機返回19好87年，啄美國人發(fā)明狀的微渠馬達厚引起緒國際須學術(shù)叫界的濃轟動肉。19我93年，山采用促該技曲術(shù)成紹功地要將微砌型加款速度鍋計商竟品化雪，并軌大批巖量應蹦用于鐮汽車哄防撞鋒氣囊黑，標厭志著棟微機狂電系課統(tǒng)技珍術(shù)商誤品化刺的開蜻端。外徑息分別卵為(a)慕0.降25車m掉m和(b)特0.增15虹m援m的壓輸電微儀電機3.微型灑光機笛電器徐件和璃系統(tǒng)ME嚇MS與光而學領蛇域的寨結(jié)合繡是微責電子振技術(shù)繳應用肺的又嚇一次壤革命撓性實績驗。寬帶貸的多挽波段洲光纖場網(wǎng)絡將成為喂信息厚時代蒸的主詢流，伏光通獻信中喜光器道件的專微小躲型化仍和大億批量彈生產(chǎn)習成為無迫切晚的需兼求。ME陶MS技術(shù)喝與光棒器件誘的結(jié)慘合恰吊好能疑滿足復這一懇要求并成為ME添MS領域傘中一濃個重小要研萌究方志向。4.微型脅生物蔬化學赤芯片利用丟微細投加工違工藝福，在申厘米失見方某的硅報片或刮玻璃離等材扶料上芹集成婆樣品氣預處捧理器死、微逐反應錢器、斷微分際離管猶道、濫微檢肆測器足等微斤型生間化功自能器鄉(xiāng)豐件、格電子狹器件拋和微櫻流量特器件剖的微忠型生黑物化消學分剝析系登統(tǒng)。莊與傳漏統(tǒng)的彩分析粥儀器剩相比芳，除店體積遙小以賽外，奪還具播有分凳析時床間短掌，樣涂品消階耗少財，能知耗低箭，效禁率高遇等優(yōu)蠟點。始可廣疲泛用勤于臨居床、兵環(huán)境債臨測寫、工球業(yè)實盟時控炭制等。典型答應用：基因懼測序勸過程?！氨玖苁兰o最后攪一次政技術(shù)絮革命"。2.規(guī)2.啞3ME擾MS典型皺器件芳與系郵統(tǒng)光電茅子機旗械工貌程學微型虛機器構(gòu)人現(xiàn)在零科學缺家正忌在研動制的牲微型蜂機器佳人，丙能在峰桌面球大小臭的地遙方組守裝象緊硬盤食驅(qū)動辣器之沉類的吳精密邊小巧掩的產(chǎn)柄品。亞隨著忌電子悄器件愿的不業(yè)斷縮陪小，雖組裝鍵時要晚求的挑精密讓度也執(zhí)在不咬斷增蹤蝶加。微型卡飛行絞器指長適、寬貢、高映均小斃于15cm包，重量圾不超緣瑞過12抄0克，占并能旗執(zhí)行顫軍事鑄任務開的飛籍行器密。設憤計目朱標是黎有16公里饒的巡趕航范駝圍，城能以30酒～6屆0公里/小時行的速哭度連某續(xù)飛賴行20到～3皺0分鐘滔。美挪國陸撓軍計爆劃把沾這種熟微型撈飛行濾器裝針備廣丑泛地屈用于旗戰(zhàn)場返偵察并、通約信中盈繼和滅反恐嘩活動臘。2.草2.梳3ME蜜MS典型練器件響與系級統(tǒng)2.棕2.扣3ME籍MS典型遵器件種與系烘統(tǒng)微型罪動力尼系統(tǒng)以電忍、熱渴、動車能或價機械陶能的撞輸出峰為目啟的，眨毫米沿到厘騎米級認尺寸寸，產(chǎn)押生十增瓦級貪的功李率的發(fā)危動機。美國從19戒96年開幣始利循用ME產(chǎn)MS加工汪技術(shù)抱研究聚制作獄微型令渦輪發(fā)動藝機，刪包括瘦空氣螞壓縮味機、炭渦輪機、譯燃燒童室、派燃料甘控制捕系統(tǒng)毅（泵庸、閥胃、傳讀感器些等）漁、以鏡及電萍啟動廣馬達/發(fā)電蔽機，已在塑硅片歷上制仰作出員渦輪嬌機模配型。周目標犯是1cm直徑并最終隔產(chǎn)生10喬0W的電待力。MI汗T正在票研究畝一種么微型睬雙級伴元火子箭發(fā)邪動機錘。它促由5到6片硅揚片疊群在一礎起組趨成。功硅征倘上制柿作有尋燃燒縫室、工噴嘴暗、微戴泵、提微閥張及冷苗卻管帆道。馳整個露發(fā)動島機約狠長15mm，寬12mm，厚2.誕5mm。使用暑液態(tài)的氧和且乙醇小作燃收料，憶預計營能產(chǎn)旗生15N的推爛力，牧推力避重量世比是孩目前凳大型稱火箭殼的10～10攤0倍。美國TR射W公司臣、航視空航狀天公測司和和加州少理工純學院儲（CI偽T）組成所的研也究小系組提紹出了謠一個“數(shù)字經(jīng)推進兩概念”方案抱，在怒這個卸方案他中，種將有10的4～10燒6個微啄推進遠器被侍集成遮到一響塊直澆徑為10cm的硅旺片上醫(yī)。并破已研貍制出滿了3×貓5的微址推進起器陣佩列。7.微型懼動力預系統(tǒng)東舉例細小差工業(yè)假管道膠機器燥人移別動探浩測系坊統(tǒng)先行車者類榴人形少機器耀人微型潔飛行韻器MI庫T（麻省資理工暈學院布）設孝計的漲微型殃飛行糞器，泰預計必其飛縫行速趁度為效30腹～5禍0公忽里/奧小時堤，可移在空傷中停富留1秘小時憲，有桌偵察漢及導忽航能孔力。機器延蠅主要和功能句是秘散密部救署到民敵方龍信息孔系統(tǒng)脅和武亡器系急統(tǒng)的棵內(nèi)部屢或附借近，薯監(jiān)視師地方迷情況羅。這晚種納秘米飛悅機可豬以旋深停、味低飛謹、高蜂飛，烤雷達注根本廳發(fā)現(xiàn)旋不了取它們啟。它臺還適拜應全竿天候胡作戰(zhàn)貿(mào)，可石以從對數(shù)百辮公里疑外，碧將其項獲得核的信收息傳憑回己許方導會彈發(fā)早射基遣地，竟直接味直接助引導伍導彈洞攻擊哈目標倦。肌肉鄭是由記許多教微小攤的細釘胞構(gòu)蕉成的農(nóng)，這宜些細輸胞協(xié)俊調(diào)統(tǒng)伯一進產(chǎn)行伸猾縮運鼓動，玻而每疲一個塑細胞敏都是礙一個逆復雜峽構(gòu)造負，分循別有版許多忙種類幕的分合子構(gòu)襖成。生物甘就是季這樣糞，由居納米信水平戚的多逃層次據(jù)構(gòu)造累而成異，而妹這樣伯的構(gòu)而造在旨工業(yè)植加工壟上予腿以實露現(xiàn)的訊技術(shù)口尚未扶出現(xiàn)到。讓創(chuàng)我們超來探馳討：煩目前頌我們停能夠準進行僑什么掏樣的狹納米水加工招呢？2.鴿2.潮4ME濕MS的加景工技瘦術(shù)我們律能夠星進行乎什么辨樣的昌納米桐加工蔬？以美生國為科代表歲的化服學腐夢蝕或歡集成衰電路妻工藝難技術(shù)即對嶄硅材哄料進卻行加妻工，墊形成疑硅基ME攻MS器件貿(mào)。以日慕本為削代表搖的傳許統(tǒng)機學械加碼工手遲段即利擋用大刊機器謀制造誼出小湖機器梅，再億利用域小機幫器制牧造出傾微機易器的震方法能。以德跑國為專代表竿的LI獻GA（光刻糾、電符鑄和步注塑窩）技術(shù)即利黃用Ｘ結(jié)射線屆光刻叨技術(shù)線，通獄過電催鑄成怨型和歷注塑購形成先深層碎微結(jié)服構(gòu)的張方法乞。2.臉2.震4ME漁MS的加稼工技戚術(shù)制造ME蔬MS的加犬工技雀術(shù)主鞏要有佳三種窄：ME買MS加工煌技術(shù)浸研究駐歷史：起源基：從半恒導體仁加工扭工藝鐘中發(fā)術(shù)展起腫來的妻硅平溜面工潮藝和物體硅器工藝腔。八十店年代腹中期驅(qū)以后曉：利用X射線姻光刻槳、電轟鑄、掉及注掠塑技悠術(shù)，點形成勁了ME醬MS加工忘的另置一個格體系壯，包挎括硅油表面寇加工膝和體狹加工瀉的硅虧微細冠加工靠、注鄙塑加量工和娛利用媽紫外沸光刻戰(zhàn)的準紫注塑雪加工臭、微倘細電核火花康加工、超聲掌波加瓜工、繡等離六子體裁加工叼、激樓光加旁工、絮離子鑼束加菠工、招電子酸束加怖工、惕立體叫光刻側(cè)成形震等。ME抵MS的封段裝技釣術(shù)也汽很重雞要。此外嶄，傳統(tǒng)刊的精陰密機靠械加斷工技牽術(shù)在轟制造脊微小泄型機灶械方領面仍精有很泉大潛葉力。2.茫2.擊4ME徑MS的加熊工技餅術(shù)超精閃密機置械加妻工技有術(shù)硅微遲細加歉工技芝術(shù)光刻奧技術(shù)蝕刻蜓技術(shù)高能搖束刻喂蝕技稼術(shù)犧牲糕層技賀術(shù)掃描巖探針攪顯微巡壽鏡(SP迷M)加工匙技術(shù)LI甘GA及準LI陶GA技術(shù)特種傘微細貴加工菌技術(shù)鍵合牛技術(shù)外延毀技術(shù)微細魯立體郊光刻站技術(shù)集成薪機構(gòu)蓋制造窩技術(shù)制造過技術(shù)衡的發(fā)墨展方鄙向——超精零密加眼工：加工消精度歌將達出到1nm暖，包含惑超精尾密切訊削、告超精之密磨題削研落磨和噸精密壘特種家加工陪等三門個方狠面。夢大大恭提高美產(chǎn)品庸的性美能和酒質(zhì)量喂，穩(wěn)另定性珍和可撲靠性婚，促榮進產(chǎn)步品的清小型柱化，剝增強胳零件匯的互品換性效，提趣高裝抱配生勻產(chǎn)率增，促蛋進自肆動化的裝配靠。微機晌械加踩工：微型感機械客尺寸漁在1nm件～1橡μm的機蹄械。馬集微顧型機奶構(gòu)、約微型央傳動磁器以詢及信叼號處轟理和哥控制嗓電路府，甚歲至外拌圍接仁口電詞路、予通訊嘗電路柜和電神源等壺為一委體的貫微型挨機電思系統(tǒng)低，遠昆超出得了傳最統(tǒng)機裳械的長概念轟和范訂疇，侮其應嚇用領蘭域相賣當廣向泛。超高冶速切像削：IB偉AG公司裹推出謝的靜訪壓軸蹈承電節(jié)主軸挖，使是用壽隆命大音約2萬小螺時；紋目前雹國際副市場牢上電妙主軸納最高樂轉(zhuǎn)速標可達15躺萬r/炸mi逼n或更予高轉(zhuǎn)己速。家高速NC機床衡快移蜂速度群也達12搞0m/體mi剩n，進給洽加減廣速度今發(fā)展修到2g。在工儲作可拌靠性眼上，羨機床炒無故丟障工朝作時屋間達島到20萬小煎時。納米學技術(shù)椒對制夸造業(yè)片的影肆響從根漏本上鵝改變成傳統(tǒng)填的壓弄、切亡、鑄忍、車列、銑愁、刨棉、磨電等制汽造方謙式，紹從分嚇子和留原子律開始繩制造粱產(chǎn)品恢：納米毫裝配稿機處恰理原膏子就冒象計辮算機躲處理限信息蕩一樣益，不感花成廊本。隨著浪電子詳、機肯械產(chǎn)壤品微欣小化勸的發(fā)去展趨摔勢，伍未來10年，計微機屋械（Mi響cr傾om室ac緒hi去ne）與微領機電ME母MS產(chǎn)業(yè)扔將逐裹漸取晉代半牛導體怨產(chǎn)業(yè)辟成為量主流蟲產(chǎn)業(yè)但，為刃此日阻本、平美國私一些扭著名刃企業(yè)誕均開博始加汽強其ME真MS組件鳥／模懂塊制參造能機力。掃描聰探針域顯微趟鏡(SP穩(wěn)M)加工托技術(shù)用光披刻技蔽術(shù)作逆成的無微機嫁械2.府2.救5ME紋MS的典型衰應用噴墨旅字頭噴墨喊字頭噴墨垮字頭退：原理艘：由涼噴嘴、噴嘴炸板（弱具小致孔）亂與硅隆質(zhì)容鉛槽板擺（具酬有墨墊水槽杏、振更動板傘）所損構(gòu)成稱的三迅層結(jié)經(jīng)構(gòu)。制作務步驟收：三偵維多躺段干兼式蝕墨刻技王術(shù)(DE植EP鍵-R證IE深層弊干式超蝕刻+多段老光學搬平版萄印刷)制作轎多段友噴嘴觸，再楊利用鉤兩段續(xù)異方剛性濕悼式蝕皮刻制蔑作高朋精度以硅質(zhì)鮮容槽蛙，之疫后制束作高竭平坦甜度的肅振動闊板，歪最后岸再用甜陽極焰接合江技術(shù)臘將上擦述元繞件組諸合成預高精飲度電謝極間鈔距(ai換r池ga納p)斷。DC電壓籌施加澡于振雹動板爬與IT權(quán)O電極拜之間甜，振昌動板忍就會戒撓曲瓶貼附敗在IT姿O電極陳上，此時雜墨水館會依義照設妥計流關(guān)量通逆過小吉孔流失入墨斧水槽織內(nèi)，蠻當DC電壓輔迅速驅(qū)切斷議時振騰動板盆就回傲到原謠位置勺，造臨成墨叼水槽喬內(nèi)的齡壓力躺急速疫上升杰，擠岸壓墨浪水并吼由噴長嘴噴育出。泵是用于俊流體打操作昏的最般普通估的機叉械，框從生洪物、鋪化學近用的噴便攜壞式機剪器到郊超小校型人糟造地森球衛(wèi)就星，繞在各彼種系壁統(tǒng)不酷斷超湖微化議的發(fā)套展過述程中幫，用兆來輸福送液務體或頑氣體置的超串微型久泵的逮需求晃不計寬其數(shù)燥，若纏能采冷用與點半導霜體精朗細加奔工同差樣的定方法劇來制值造泵滲或流脫路，關(guān)就可妙以將間泵與俗電路般及傳檔感器杜一體冶化，止從而釀研制株出全怪新的艦系統(tǒng)晚。超微浮型泵葛：孔穴隊兩側(cè)摘設有行電極壞，被沉電解來液稀套釋的獨血球歲通過甚孔穴怒時電查極的視阻抗館值會蹦發(fā)生巨變化糧。實際茂測量懂時只該需對亦兩側(cè)姓電極綢施加筋電壓湊，粒箱子通潛過孔戒穴時大便可袋獲得呀與粒慈子的澇體積泰成一米定比士例的躲阻抗偽值變產(chǎn)化信懲號，近利用繩這種腐動作龜原理煎測量身血球比數(shù)量兼。血球縫量測鄙用平戶面感應應器納米厭機器匠人微型討機器淹人的踏設計國是基貫于分狀子水乎平的照生物陳學原癥理。爽事實私上，宇細胞扎本身器就是屋一個針活生變生的敏納米荒機器前，細毀胞中刷的每割一個奸酶分揚子也促就是乘一個讓個活碌生生家的納聲米機匹器人鵝。納喝米技哨術(shù)與妨仿生遺學結(jié)尺合可嘉使生心物物訊理學裝家仿倆照生戀命過臟程的桌各個虎環(huán)節(jié)豎制造射出各糠種各蜓樣的肆微型闖機器嫩人。納米刑微型它機器所人是獅十分疼引人瓜注目計的研鋒究方栗向，展納米傍生物甲機器被人不沿僅其月速度后、效驅(qū)率比飛現(xiàn)代今機器穴人大棗為提京高，攔而且辦應用賣范圍陜之廣愁、功庫能之計特殊艘、污俊染程醫(yī)度之六低也灣是現(xiàn)鄭代機火器人云無法唱比擬怎的。丈我國抱已經(jīng)象完成跨研制佩微小毅型智擠能化適納米蹈機器禁人的屈關(guān)鍵星技術(shù)—納米勞級微狂驅(qū)動辛技術(shù)純的產(chǎn)巖業(yè)開托發(fā)階而段，冷使研涼究微乒小型技智能苗化納偏米機項器人戶成為別可能里。我是位納米草機器燒人我是魚一個等分子機器宿人居欠然這棒么小曲？納米暢機器醋人是虹由微穗驅(qū)動主技術(shù)使和機叼器人眠技術(shù)茶交叉裂結(jié)合熱產(chǎn)生估的，惑主要礙用來遣完成見高精耽度定私位、糾移動州任務喊，操岔作精賀度可恐達幾江納米扣，運潑動范住圍在脖幾十劍到幾條百納舍米之早間，松可準嗽確接夕受外驅(qū)界指妥令。納米登機器論人美國漲研制括出一茶種被互認為原是世繩界上歷最小申機器街人的納米滑機器窩人。這耽種機咬器人鴿可以竿代替創(chuàng)人去賄完成灶許多零危險譜的工日作，匹如排趙除地源雷、頁以及浙尋找黨失蹤墊者。燦這部范機器留人僅掀重約28克，慮體積仗約幾籮立方黑厘米醬。它庸還擁引有一姻個智襯慧的跑“大呢腦”醫(yī)和靈踐活的軌“腿性”，夸這種否超小聰型機純器人邀能放條在硬致幣上曾。納米士生物私部件艷與納辮米無寧機化肢合物關(guān)及晶暖體結(jié)端構(gòu)“揪部件食”相泄組合共，用裕納米啞微電訴子學同控制尖形成宿納米盞機器答人，況尺寸尊比人炊體紅樂血球雄小，登能周銜游于遣人體勺微觀帝世界膽而不疑被免膚疫系良統(tǒng)排堆斥。納米捕機器伸人通過讓把多舅種功哈能納忘米機算器人億注入覆血管堅內(nèi)，闊在血循液中扯循環(huán)發(fā)，使劑它們奔可在學人體健內(nèi)作助巡回用醫(yī)療叨，對暖身體痛各部澡位進灑行檢碧測、溫診斷月，查橫出病捐理細料胞，持并實徒施特重殊治熄療，椅完成嘆醫(yī)生優(yōu)不能腥完成炊的血克管修譽補等鉆“細劇活兒率”。納米宅機器目人準輪確的連直接妄打通榜腦血斧栓，切清除匆心臟束動脈佩脂肪鄉(xiāng)豐沉積宅物，盛減少嗎心血錫管疾位病的絡發(fā)病野率，腔隨時劑清除陰人體墻中的兆一切柿有害殊物質(zhì)形，吞而噬病診毒激藥活細波胞能鍵量，彎保持林身體且健康歸，延廉長壽鼓命。納米失機器靜人也是納低米生斥物學百中最太具有制誘惑版力的堆內(nèi)容第一茄代納米稼機器姜人是生倚物系好統(tǒng)和企機械形系統(tǒng)搏的有少機結(jié)紐奉合體杰，這磨種納米若機器想人可注扁入人配體血數(shù)管內(nèi)煮，進垂行健醉康檢誕查和層疾病莊治療春。還滲可以侮用來曾進行朋人體研器官脾的修鴉復工劉作、城作整妨容手懶術(shù)、丘從基陷因中融除去兔有害惰的DN蠅A，或把真正常娛的DN災A安裝雨在基感因中亮，使脾機體丙正常誤運行鉛。第二舅代納米貓機器閘人是直貝接從扒原子射或分創(chuàng)子裝太配成姥具有早特定壯功能貢的納禍米尺顏度的綿分子桂裝置熄。第三雞代納米折機器符人將包幅含有渣納米帖計算胳機，撇是一遺種可努以進踏行人加機對姜話的米裝置僵。這邀種納米蛇機器慕人一旦扇問世迫將徹怪底改丑變?nèi)宋奉惖墓蕜趧舆B和生銀活方駱式。天然妖的分兇子馬孟達如壩：驅(qū)沖動蛋緣瑞白、RN婆A聚合曾酶、摘肌球裕蛋白鳴等，裹在生姨物體棗內(nèi)參似與了干胞質(zhì)河運輸膏、DN幸A復制爸、細住胞分川裂、黃肌肉靈收縮販等一睛系列胞重要恢生命任活動抵。它狂包括睡線性赤推進逢和旋調(diào)轉(zhuǎn)式杠兩大汗類。線性旗分子登馬達恰是將萍化學信能轉(zhuǎn)尿化為穩(wěn)機械民能，掙并沿竟著一忠條線飼性軌坡道運恢動的付生物泰分子塘，主貿(mào)要包扔括肌酬球蛋介白、驅(qū)動級蛋白、DN瓦A解旋濟酶和RN戀A聚合補酶等墾。其德中肌勿肉肌吃球蛋造白是點研究泊得較債為深目入的各一種楚，它助們以土肌動劍蛋白六（ac貫ti冰n）為線柔性軌癢道，蛋其運遺動過源程與AT字P水解跡相偶牛聯(lián)。載而驅(qū)攀動蛋香白則導以微慎管蛋適白為候軌道牙，沿英微管表的負策極向們正極蔽運動話，并溉由此堡完成霸各種阻細胞守內(nèi)外軍傳質(zhì)類功能攏。目緒前對司于驅(qū)贊動蛋脾白運部動機踐制提描出步漲行模鵲型。分子手馬達例：由生陵物大購分子互構(gòu)成同，利益用化骨學能魄進行鑄機械礙做功煩的納肺米系叮統(tǒng)。驅(qū)動壇蛋白但的兩懸個頭做部交疑替與從微管郊結(jié)合坦，以屯步行捎方式捕沿微茄管運省動，倘運動跳的步香幅是宇8nm予，如圖隊所示設是肌捉肉肌鑄球蛋項白（價左）賭和驅(qū)恨動蛋內(nèi)白（燭右）舍的運食動周忙期?，F(xiàn)型。扶目前AT旅P水解刊與肌綁球蛋搖白和頃驅(qū)動霉蛋白冰的機緣瑞械運探動之何間的活化學屆機械弄偶聯(lián)辰的關(guān)控系還辜不清饅楚。舟近來飾的研犁究發(fā)防現(xiàn)它劣們有中相同星的中欲心核濱結(jié)構(gòu)脾，并敢以相珠似的新構(gòu)象獻變化奶將AT全P能量拾轉(zhuǎn)變終為蛋宏白運焰動。DN富A解旋緩酶作點為線榨性分轉(zhuǎn)子馬墳達，才以DN崗A分子