[发明专利]MEMS微执行器、原位单轴拉伸器件及其制作方法

摘要

本发明提供一种MEMS微执行器，包括：衬底层和位于所述衬底层上的器件层，衬底层上形成有凹槽，凹槽底部形成有上下贯通的通孔；器件层包括样品搭载部，驱动部及电极部，样品搭载部和驱动部位于衬底层的凹槽上；驱动部包括支撑单元和静电梳齿驱动单元，通过静电梳齿驱动单元驱动样品搭载部，在施加外来激励的同时原位动态记录纳米材料的微观结构演化。本申请的MEMS微执行器具有可批量生产，且制作方法简单，响应时间更短，稳定性更好，控制精度更高等优点。本申请的原位单轴拉伸器件，利用了本申请的MEMS微执行器，具有很高的适配性，能避免温度对纳米样品的影响，可在室温下观察纳米样品的显微结构演化过程，并从最佳的晶带轴实现高分辨成像。

主权项

1.一种MEMS微执行器，其特征在于，包括：衬底层，所述衬底层上形成有凹槽，所述凹槽底部形成有上下贯通的通孔，所述衬底层表面形成有绝缘膜；器件层，位于所述衬底层上，所述器件层包括样品搭载部，驱动部及电极部，所述样品搭载部和所述驱动部位于所述衬底层的凹槽上，其中，样品搭载部包括固定搭载台和可动搭载台，所述固定搭载台和所述可动搭载台之间有间隙，所述间隙处暴露出所述衬底层的通孔，其中，所述可动搭载台至少包括凸块、第一横梁、第二横梁、拉杆和牵引块，所述凸块位于所述拉杆靠近所述固定搭载台的一侧，所述拉杆一端与所述第一横梁的侧壁以及所述凸块相连接，另一端与所述牵引块相连接，所述第二横梁位于所述拉杆靠近所述牵引块的一端；驱动部包括支撑单元和静电梳齿驱动单元；所述支撑单元至少包括可动中心柱，所述驱动部在靠近所述可动搭载台的一侧具有一牵引框，所述牵引框固定于所述可动中心柱靠近所述样品搭载部的一端，所述牵引框具有一开口，所述牵引块位于所述牵引框内，所述拉杆位于所述牵引框外，且所述牵引块经由一连接杆与所述拉杆相连接；所述开口的横向尺寸小于所述牵引块的横向尺寸及所述拉杆的横向尺寸，且大于所述连接杆的横向尺寸，以使所述驱动部可以通过所述牵引框拉动所述牵引块，从而驱动所述可动搭载台；所述静电梳齿驱动单元包括多对对应设置的可动梳齿结构和固定梳齿结构，所述可动梳齿结构的梳齿和所述固定梳齿结构的梳齿交错设置，所述可动梳齿结构和所述固定梳齿结构分别对称设置于所述可动中心柱两侧，所述可动梳齿结构一端与所述可动中心柱固定连接，所述固定梳齿结构与所述衬底层相连接；电极部，所述电极部包括驱动电极、接地电极和测试电极，其中，所述驱动电极与所述固定梳齿结构电连接，所述接地电极与所述可动梳齿结构电连接，所述测试电极与所述固定搭载台电连接。