Promotie B. Sajadi: MEMS

11 december 2017 15:00 - Locatie: Aula, TU Delft - Door: webredactie

On the Mechanics and Stability of Micro-Plates in Electrically Loaded MEMS Devices. Promotor: Prof.dr.ir. A. van Keulen (3mE).

De afgelopen decennia is er veel interesse voor Micro-Elektromechanische Systemen (MEMS) vanwege hun potentie in verscheidene moderne toepassingen, zoals micro-mechanische sensoren en actuatoren. Het functioneren van deze systemen hangt sterk samen met de vervorming en beweging van de micro-mechanische componenten. In dit proefschrift wordt de niet-lineaire mechanica van microplaten in elektrostatische MEMS onderzocht. Op basis van de totale potentiële energie en een Lagrange benadering bestuderen we de niet-lineaire mechanica van een ingeklemde cirkelvorige microplaat die in interactie is met een elektrostatisch veld. Met behulp van de ontwikkelde modellen kunnen we enkele, tot noch toe niet eerder ontdekte, verschijnselen in microplaten voorspellen, en deze aspecten bestuderen tot op een detailniveau dat niet eerder werd behaald. Ook worden de effecten van verschillende belastingcondities (d.w.z. een statisch en dynamisch elektrische potentiaal, met of zonder aanwezigheid van een differentiële druk) op de stabiliteit van een dergelijk systeem behandeld. De resultaten van deze studie suggereren dat bij aanwezigheid van een differentiële druk het dynamisch evenwicht van een elektrisch geactueerde microplaat bi-stabiel of zelfs meervoudig stabiel kan zijn. Een differentiële druk kan extra limietpunten en een onstabiele oplossing in de _statische of dynamische_ stabiele oplossingen van het systeem veroorzaken. Ook blijkt dat een niet eerder waargenomen kritisch punt bij statische belasting zeer gevoelig is voor de verschildruk, wat de mogelijkheid geeft om dit limietpunt te benutten in een sensor. Daarnaast levert dit proefschrift een studie over het analyseren van nano-platen in het kader van continuümmechanica. Tevens wordt de mogelijkheid behandeld om de schaal effecten in het mechanisch gedrag van nano-platen te omschrijven door middel van niet-lokale continuümtheorie. Tenslotte zijn de voorgestelde technieken voor het modelleren van de mechanica van micro/nano-platen in MEMS/NEMS-apparaten eenvoudig en snel in rekentijd. Ze kunnen diepgaand inzicht geven in MEMS en NEMS gedrag en kunnen nuttig zijn voor het ontwerpen van MEM/NEMS met plaatachtige micro-mechanische componenten.

Meer informatie?

Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt u kijken in de TU Delft Repository, de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.