प्रासंगिक आंकड़ों के अनुसार, वैश्विक सेंसर बाजार में, संयुक्त राज्य अमेरिका में 29% बाजार हिस्सेदारी के लिए पहले वैश्विक सेंसर बाजार हिस्सेदारी के सिंहासन पर कब्जा करने के लिए, जो संयुक्त राज्य अमेरिका से निकटता से संबंधित है, ने हमेशा सेंसर से बहुत महत्व दिया है।
संयुक्त राज्य अमेरिका सूचना क्रांति का स्रोत है, आधुनिक सूचना प्रौद्योगिकी के तीन प्रमुख तकनीकी आधारों में से एक के रूप में, सेंसर को संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा एक उच्च-तकनीकी तकनीक के रूप में माना गया है। 2004 की शुरुआत में, यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) ने एक बहुत ही आगे की विशेष रिपोर्ट जारी की - "सेंसर क्रांति" (सेंसर क्रांति)। (यदि आप इस रिपोर्ट में रुचि रखते हैं, तो कृपया सामग्री देखें: NSF रिलीज़: सेंसर क्रांति।)
एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) सेंसर क्षेत्र में एक क्रांतिकारी तकनीक है। संयुक्त राज्य अमेरिका में सेंसर शिक्षा के लोकप्रियकरण को बढ़ावा देने के लिए कार्यों की एक श्रृंखला के हिस्से के रूप में, NSF ने SCME (माइक्रोसिस्टम्स एजुकेशन के लिए सपोर्ट सेंटर) को वित्त पोषित किया है, जिसका उद्देश्य MEMS शिक्षा को लोकप्रिय बनाना और समर्थन करना है।
यह लेख SCME की शैक्षिक श्रृंखला में से एक, MEMS के इतिहास से अनुवादित है, जो प्रदान करता हैएमईएमएस प्रौद्योगिकी का एक व्यापक इतिहास, एमईएमएस में प्रमुख प्रौद्योगिकी नोड्स और मील के पत्थर को कवर करना: सबसे प्रसिद्ध एमईएमएस प्रस्तुतियों सहित, सिलिकॉन प्रतिरोधक प्रभाव की खोज (जो कि आधार का आधार हैदबावसेंसर), मेम्स फील्ड में सबसे अधिक उद्धृत कागजात, औरअन्य सामग्री।कागजात, आदि।यह सभी के लिए अनुशंसित है!
के लिए"मेम्स का इतिहास" (एमईएमएस का इतिहास)पीडीएफ मूल दस्तावेज़ (अंग्रेजी), आप कीवर्ड खोज सकते हैं [मेम्स इतिहास] सेंसर विशेषज्ञ नेटवर्क में, सूचना डाउनलोड के लिए लेख विवरण पृष्ठ में हो सकता है।
संवेदक विशेषज्ञ नेटवर्क। सेंसर उत्पादों और प्रौद्योगिकियों के आधार पर, सटीक मिलान और डॉकिंग प्रदान करने के लिए अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण चिकित्सकों और सेंसर निर्माताओं के अधिकांश।
माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) लघु प्रणाली हैं जो हमारे दैनिक जीवन में मौजूद हैं। MEMS घटक आकार में एक भाग प्रति मिलियन (माइक्रोन) से एक भाग प्रति हजार (मिलीमीटर) तक होते हैं। उन्हें माइक्रोमैकेनिक्स, माइक्रोसिस्टम्स, माइक्रोमैचिन या माइक्रोसिस्टम्स टेक्नोलॉजी (एमएसटी) के रूप में भी जाना जाता है।
एमईएमएस विभिन्न प्रकार की सामग्रियों और प्रक्रियाओं से निर्मित होते हैंअर्धचालक, प्लास्टिक, सिरेमिक, फेरोइलेक्ट्रिक्स, मैग्नेटिक्स जैसी सामग्रियों का उपयोग करना, और ⽣।
उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में अर्धचालक, प्लास्टिक, सिरेमिक, लोहा, चुंबकीय और। सामग्री शामिल हैं।
एमईएमएस का उपयोग सेंसर, एक्ट्यूएटर्स, एक्सेलेरोमीटर के रूप में किया जाता है,स्विच, GameControllers, और प्रकाश परावर्तक, केवल कुछ अनुप्रयोगों को नाम देने के लिए।
MEMS वर्तमान में हैंऑटोमोबाइल, एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी, जीवन शक्ति और चिकित्सा अनुप्रयोगों, इंकजेट प्रिंटर, वायरलेस और ऑप्टिकल संचार में उपयोग किया जाता है, और नए उपयोग के मामले हर दिन उभर रहे हैं।
1965 में, गॉर्डन मूर ने अवलोकन किया कि 1940 के दशक के अंत में ट्रांजिस्टर के आविष्कार के बाद से,प्रति वर्ग इंच ट्रांजिस्टर की संख्या onintegratedसर्किटहर 18 महीने में दोगुना हो गया था1950 के दशक के उत्तरार्ध से 1960 के दशक की शुरुआत में, एकअवलोकन जो "मूर के कानून को रेखांकित करता है। मूर ने इस कथन में कहा," भविष्य के भविष्य के लिए, प्रौद्योगिकी छोटे होने पर ध्यान केंद्रित करेगी, बड़ा नहीं। "
"मूर ने संकेत दिया कि प्रौद्योगिकी के पास भविष्य के लिए और छोटे पर ध्यान केंद्रित करने के लिए होगा, बड़ा नहीं।"
ट्रांजिस्टर की तरह, लोग इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम को छोटा और छोटा बनाने की कोशिश कर रहे हैं, और रिचर्ड फेनमैन नाम के एक व्यक्ति ने इसे अपने प्रसिद्ध 1959 के व्याख्यान में सबसे अच्छा कहा, जिसका शीर्षक है "नीचे बहुत जगह है": "वे मुझे बताते हैं कि इलेक्ट्रिक मोटर है आपकी छोटी उंगली पर नाखून का आकार, और यह एक छोटी, छोटी दुनिया है। "
गॉर्डन मूर और रिचर्ड फेनमैन उन वैज्ञानिकों के सिर्फ दो उदाहरण हैं जो छोटे और छोटे उभरती हुई एमईएमएस प्रौद्योगिकियों की भविष्यवाणी कर रहे हैं। यह लेख प्रमुख प्रौद्योगिकी नोड्स और मील के पत्थर पर चर्चा करेगा जो एमईएमएस क्षेत्र में उभर रहे हैं।
महत्वपूर्ण मेम्स मील के पत्थर
MEMS उपकरणों का जन्म कई स्थानों पर और कई लोगों के प्रयासों के माध्यम से हुआ है। बेशक, हर दिन नई एमईएमएस प्रौद्योगिकियां और अनुप्रयोग विकसित किए जा रहे हैं। इसमें कई प्रयास शामिल हैं जिनके कारण एमईएमएस का विकास हुआ है।
नीचे एक समयरेखा है जो एमईएमएस प्रौद्योगिकी विकास की समयरेखा को पूरा करती है। 1947 में किए गए फर्स्ट पॉइंट कॉन्टैक्ट ट्रांजिस्टर के साथ शुरू हुआ और 1999 में ऑप्टिकल नेटवर्क स्विच के साथ समाप्त हुआ, एमईएमएस ने 50 से अधिक वर्षों में कई नवाचारों के माध्यम से एमईएमएस प्रौद्योगिकी और नैनो टेक्नोलॉजी की वर्तमान स्थिति में योगदान दिया है।
एमईएमएस के इतिहास में 35 प्रमुख मील के पत्थर के बारे में, हम देख सकते हैं कि कई प्रसिद्ध प्रयोगशालाएं, विश्वविद्यालय और कंपनियां हैं जिन्होंने एमईएमएस के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया है:
- 1948, जर्मेनियम ट्रांजिस्टर ने बेल लैब्स (विलियम शॉक्ले) में आविष्कार किया
- 1954, जर्मेनियम और सिलिकॉन (सीएस स्मिथ) का पीज़ोरेसिस्टिव इफेक्ट
- 1958, पहला एकीकृत सर्किट (आईसी) (जेएस किल्बी 1958/रॉबर्ट नोयस 1959)
- 1959, "लॉट ऑफ द बॉटम" (आर। फेनमैन)
- 1959, पहले सिलिकॉन प्रेशर सेंसर (kulite) का प्रदर्शन किया
- 1967, अनिसोट्रोपिक डीप सिलिकॉन नक़्क़ाशी (हा वागगेनर एट अल।)
- 1968, गुंजयमान गेट ट्रांजिस्टर पेटेंट (सरफेस माइक्रोमाचिनिंग प्रक्रिया) (एच। नाथनसन एट अल।)
- 1970, बैच-एचेड सिलिकॉन वेफर्स प्रेशर सेंसर (बैच माइक्रोमैचिनिंग प्रक्रिया) के रूप में उपयोग किया जाता है
- 1971, माइक्रोप्रोसेसर का आविष्कार किया गया
- 1979, हेवलेट-पैकर्ड माइक्रोमैचाइंड इंकजेट नोजल
- 1982, "सिलिकॉन एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में" (के। पीटरसन)
- 1982, लीगा प्रक्रिया (केएफके, जर्मनी)
- 1982, डिस्पोजेबल ब्लड प्रेशर सेंसर (हनीवेल)
- 1983, इंटीग्रेटेड प्रेशर सेंसर (हनीवेल)
- 1983, "इनफिनिटिमल मशीनरी", आर। फेनमैन।
- 1985, सेंसर या क्रैश सेंसर (एयरबैग)
- 1985, "बकीबॉल" की खोज
- 1986, परमाणु बल माइक्रोस्कोप का आविष्कार
- 1986, सिलिकॉन वेफर बॉन्डिंग (एम। शिम्बो)
- 1988: वेफर बॉन्डिंग (नोवा सेंसर) द्वारा दबाव सेंसर का बड़े पैमाने पर उत्पादन
- 1988, रोटरी इलेक्ट्रोस्टैटिक साइड ड्राइवमोटर(प्रशंसक, ताई, मुलर)
- 1991, वार्षिक पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन काज (पिस्टर, जूडी, बर्गेट, डरते हुए)।
- 1991, कार्बन नैनोट्यूब की खोज
- 1992, झंझरी लाइट मॉड्यूलेटर (सोलगार्ड, सैंडेजस, ब्लूम)
- 1992, बल्क माइक्रोमाचिनिंग (स्क्रीम प्रोसेस, कॉर्नेल)
- 1993, डिजिटल मिरर डिस्प्ले (टेक्सास (टेक्सास)उपकरण)
- 1993, MCNC MUMPS फाउंड्री सेवा बनाता है
- 1993, पहला द्रव्यमान-उत्पादित सतह-माइक्रोमैचाइंड एक्सेलेरोमीटर (एनालॉग डिवाइस)
- 1994, बॉश डीप रिएक्टिव आयन नक़्क़ाशी प्रक्रिया पेटेंट
- 1996, रिचर्ड स्माल्ली ने समान व्यास के कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन करने के लिए एक तकनीक विकसित की।
- 1999, ऑप्टिकल नेटवर्क स्विच (ल्यूसेंट)
- 2000 के दशक, ऑप्टिकल मेम्स बूम
- 2000 के दशक, बायोमेम्स सर्ज
- 2000 के दशक में एमईएमएस उपकरणों और अनुप्रयोगों की संख्या में वृद्धि देखी गई।
- 2000 के दशक, एनईएमएस अनुप्रयोग और प्रौद्योगिकी विकास
1947 पॉइंट-कॉन्टैक्ट ट्रांजिस्टर (जर्मेनियम) का आविष्कार
1947 में, विलियम शॉक्ले, जॉन बार्डीन और बेल लैब्स के वाल्टर ब्राटेन पहले पॉइंट-कॉन्टैक्ट ट्रांजिस्टर के निर्माण में सफल रहे। इस ट्रांजिस्टर ने जर्मेनियम का उपयोग किया, जो एक अर्ध-चालन रासायनिक तत्व है।
इस आविष्कार ने सेमीकंडक्टर सामग्री से ट्रांजिस्टर बनाने की क्षमता का प्रदर्शन किया, अनुमति के नियंत्रण को नियंत्रित कियावोल्टेजऔरमौजूदा.इसने छोटे और छोटे ट्रांजिस्टर बनाने के लिए दरवाजा भी खोला। जर्मेनियम एनपीएन ग्रोथ जंक्शन ट्रांजिस्टर के लिए पेटेंट विलियम शॉक्ले द्वारा 1948 में दायर किया गया था।
पहला ट्रांजिस्टर लगभग आधा इंच लंबा था और आज के मानकों की तुलना में निश्चित रूप से बहुत बड़ा था। आज, वैज्ञानिक नैनोट्रांसिस्टर्स बना सकते हैं जो व्यास में लगभग 1 नैनोमीटर हैं। संदर्भ के लिए, एक मानव बाल 60-100 माइक्रोन के बारे में है।
1954 में सिलिकॉन और जर्मेनियम में पीज़ोरेसिस्टिव इफेक्ट की खोज
1954 में, सीएस स्मिथ ने सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे अर्धचालक सामग्री में पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव की खोज की। अर्धचालकों में यह पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव धातुओं में ज्यामितीय पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव से अधिक परिमाण के आदेश हो सकता है।यह खोज MEMS के लिए महत्वपूर्ण थी क्योंकि यह दिखाया गया था कि सिलिकॉन और जर्मेनियम धातुओं की तुलना में हवा या पानी के दबाव को बेहतर कर सकते हैं।
अर्धचालकों में पीज़ोरेसिस्टिव प्रभाव की खोज ने 1958 में सिलिकॉन स्ट्रेन गेज के वाणिज्यिक विकास का नेतृत्व किया। 1959 में, कुलित कॉर्पोरेशन को नंगे सिलिकॉन स्ट्रेन गेज के पहले वाणिज्यिक स्रोत के रूप में स्थापित किया गया था।
1958 में, पहले एकीकृत सर्किट (आईसी) का आविष्कार किया गया था
जब ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया गया था, तो प्रत्येक ट्रांजिस्टर का वास्तविक आकार सीमित था क्योंकि इसे तारों और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से जोड़ा जाना था। नतीजतन, ट्रांजिस्टर का सिकुड़न "एकीकृत सर्किट" के आगमन तक एक ठहराव पर आ गया।
एक एकीकृत सर्किट में एक विशेष अनुप्रयोग की जरूरतों को पूरा करने के लिए ट्रांजिस्टर, प्रतिरोध, कैपेसिटर और तारों से मिलकर बनेंगे। यदि एक एकीकृत सर्किट को पूरी तरह से एक सब्सट्रेट पर गढ़ा जा सकता है, तो पूरे डिवाइस को और भी छोटा बनाया जा सकता है।
लगभग एक ही समय में, दो लोगों ने स्वतंत्र रूप से एकीकृत सर्किट विकसित किए।
1958 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के लिए काम करने वाले जैक किल्बी ने "ठोस-राज्य सर्किट" का एक कामकाजी मॉडल विकसित किया।इस सर्किट में एक ट्रांजिस्टर, तीन प्रतिरोध और एक संधारित्र शामिल थे, जो सभी जर्मेनियम की एक शीट पर घुड़सवार थे।
इसके तुरंत बाद, फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर के रॉबर्ट नोयस ने पहला "यूनिट सर्किट" बनाया, जो एक सिलिकॉन चिप पर बनाया गया एक एकीकृत सर्किट था। यह एकीकृत सर्किट एक सिलिकॉन चिप पर बनाया गया था, और रॉबर्ट नोयस ने 1961 में अपना पहला पेटेंट प्राप्त किया।
1959 "नीचे बहुत सारे कमरे"
1959 में, अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी की एक बैठक में, रिचर्ड फेनमैन नामक एक व्यक्ति ने माइक्रो- और नैनो प्रौद्योगिकी के विकास को लोकप्रिय बनाया, जिसमें एक प्रसिद्ध सेमिनल व्याख्यान के साथ "नीचे बहुत सारे कमरे हैं।"
उनके व्याख्यान में, उन्होंने सवाल उठाया:"हम एक पिन के सिर पर संपूर्ण 24- वॉल्यूम इनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका क्यों नहीं लिख सकते?"