Microsezorii si actuatorii joaca un rol tot mai important in economia viitorului datorita dimesiunilor mici, a costului redus de fabricatie, a versatilitatii. Aplicatiile includ in general: fluxuri de caldura, presiune, senzori chimici si biosenzori. Microsenzorii si actuatorii utilizeaza efecte multi-fizice pentru a produce efectul deorit de sezisare sau efectul traductor. Abordarea acestora este interdisciplinara si cuprinde domenii diverse: curgerea fluidelor, electronica, piezoelectricitate, chimie, electrochimie.

Cuplarea diferitelor fenomene fizice intr-o singura structura, reprezinta o provocare , atat in ceea ce priveste alegerea solutiilor constructive cat si pentru integrarea, alegerea interfetelor, pentru utilizarea lor in analize rapide, de mare acuratete.

Scopul proiectului este dezvoltarea unor microsisteme micro-electro-mecanice (MEMS), conform directiei de cercetare: Tehnologii si produse mecanice de înalta precizie si sisteme mecatronice,

Tematicia de cercetare 7.3.11, a programului de Partneriate PNCDI2. Microsistemele vor avea ca element constitutiv o structura 3D de microconsola, obtinuta prin tehnici specifice de microprelucrare.

Obiectivul principal este obtinerea unor demonstratoare de produse noi, inovative, bazate pe materiale avansate/versatile, urmarind dezvoltarea de aplicatii in domeniul micromecanic, al instrumentatiei, al detectiei de gaze precum si in domeniul biomedical. Acest lucru va fi realizat printr-o colaborare stiintifica intre mai multe institute nationale de cercetare, o universitate si un agent economic. Promovarea unei tematici de varf pe plan european si international va contribui, prin abordarea unor cercetari complexe, la cresterea competitivitatii partenerilor, la dezvolatarea unor procese, servicii si produse inovative, cu grad ridicat de functionalitate in domeniul sistemelor MEMS.

Structurile de microcantilevere (microconsole) pot fi obtinute prin utilizarea proceselor litografice din micoelectronica, combinate cu tehnici de microprelucrare. In acest caz pentru realizarea partii mobile (3D) sunt utilizate depuneri de filme subtiri, corodari anizotrope sau izotrope ale siliciului, procedee de wafer –bonding. Materialul cel mai utilizat este sciliciu, dar alaturi de el pentru obtinerea microcantileverelor sunt necesare alte materiale cum ar fi SiO2, Si3N4, Al, SiC, polimeri, etc.

Micro-consolele vor fi realizate prin 3 tehnici diferite: corodarea silicului de orientare cristalorafica <100> de la suprafata (front side etching), microprelucrarea de suprafata (surface micromachining) si micropelucrarea de volum (bulk micromachining). Se vor utiliza plachete de Si si plachete de tip SOI.

Structura cantileverului va fi in principal din siliciu, dar se vor investiga si alte materiale cum ar fi polimerii. Ca strat de sesizare vor fi utilizate straturi piezoelectrice, materiale biologice sau diferite materiale senzitive.

Vor fi realizate cantilevere unimorfe si bimorfe (2 staruri din materiale cu coeficienti de expansiune termica diferiti, pentru care se vor fi efectuate analize cuplate termo-mecanice). Aplicatiile vor folosi proprietatile cantileverului de a reactiona la schimarea de forta sau de masa. Vor fi detectate: modificarile frecventei de rezonanta sau modificarile mecanice cum ar fi curbarea microconsolei ca urmare a stresul compresiv sau tensil indus prin prezenta unui strat senzitiv, care reactioneaza la un stimul chimic, sau care, in urma functionalizarii bio, poate detecta molecule, microorganisme, sau ADN.

Dupa alegerea configuratiilor optime pentru aplicatiile vizate se vor realiza simulari cu programul dedicat simularilor micromecanice COVENTORWARE, aflat in dotarea consortiului, se vor realiza, investigari/ caracterizari de materiale bio si piezoelectrice, procesari tehnologice pentru fabricatie.