中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
據麥姆斯咨詢(xún)報道，石墨烯材料領(lǐng)先供應商Graphenea公司與英飛凌（Infineon Technologies）、WITec、亞琛工業(yè)大學(xué)（RWTH Aachen University）和Simune Atomistics等工業(yè)和學(xué)術(shù)界伙伴合作，宣布成功完成了NanoGraM項目，該項目專(zhuān)注于基于石墨烯的NEMS / MEMS（納米/微機電）器件研究。NanoGraM項目為未來(lái)的潛在應用重點(diǎn)關(guān)注的三類(lèi)特定器件包括：石墨烯麥克風(fēng)、石墨烯膜壓力傳感器和石墨烯膜霍爾傳感器。
這些石墨烯器件的目標市場(chǎng)包括便攜式電子產(chǎn)品（智能手機、筆記本電腦）、汽車(chē)、工業(yè)以及智能家居等
MEMS麥克風(fēng)芯片全球主要供應商英飛凌，在其申請的一篇專(zhuān)利中介紹了這種應用石墨烯膜的MEMS麥克風(fēng)/揚聲器。
頂部包括石墨烯薄膜的MEMS麥克風(fēng)設計
傳統MSMS麥克風(fēng)/微型揚聲器通常以硅技術(shù)進(jìn)行制造。硅微加工的麥克風(fēng)包括在聲場(chǎng)中移動(dòng)的柔性薄膜以及被稱(chēng)作背板的靜態(tài)穿孔電極的電容換能器。在壓力過(guò)度的情況下，該薄膜會(huì )經(jīng)受到高達10bar的壓力差。在該情況下，通常的薄膜會(huì )由于其斷裂強度過(guò)低而失效。
為了解決硅麥克風(fēng)薄膜中的壓力過(guò)度的問(wèn)題，可在麥克風(fēng)前部插入阻尼墊圈，然而這會(huì )引入額外的不期望出現的噪聲，此外，還可能增加麥克風(fēng)的前部體積。解決壓力過(guò)度問(wèn)題的另外的可能方式是經(jīng)由彈簧支撐的薄膜或者通過(guò)提供排氣通道來(lái)提供透氣，不過(guò)，這需要特殊的設計以及結構的低應力梯度。
石墨烯的機械特性對于生產(chǎn)非常高柔度和大斷裂強度的麥克風(fēng)薄膜而言是有利的，由此允許設計相對任何大行程位移均具有魯棒性的高靈敏度麥克風(fēng)。另一方面，微型揚聲器可以從高柔度所獲得的益處在于，可以減少用于獲得高行程的驅動(dòng)電壓，同時(shí)高的斷裂強度降低了故 障風(fēng)險并且實(shí)現了高耐久性?？梢酝ㄟ^(guò)形成兩個(gè)或更多單層石墨烯膜的疊層，而增大石墨烯薄膜的強度。
從下表石墨烯與硅進(jìn)行比較時(shí)的機械屬性的表格可以看出，在楊氏模量、斷裂強度、泊松比（Poisson ratio）和密度方面，石墨烯勝過(guò)硅。因此，出于以上原因，在以MEMS技術(shù)實(shí)現麥克風(fēng)/微型揚聲器時(shí)使用石墨烯作為薄膜材料是有利的。
石墨烯麥克風(fēng)展現出了超高的靈敏度，以及覆蓋從音頻到超聲波頻段的運行頻譜，這可以帶來(lái)很多新穎的功能。
對于壓力傳感器和霍爾傳感器，應用石墨烯材料的預期優(yōu)勢包括更高的靈敏度（高達100倍）、堅固性（高達5倍）、增強的信噪比以及避免工藝中的有害材料等。
石墨烯NEMS/MEMS傳感器結合硅技術(shù)將實(shí)現新的智能系統，增強人類(lèi)的福祉、食品安全、交通安全、污染監控以及國土安全。這項研究作為NanoGraM項目的一部分，為工業(yè)NEMS/MEMS制造商和參與的中小企業(yè)帶來(lái)了決定性的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
Graphenea作為石墨烯供應商，通過(guò)開(kāi)發(fā)在NEMS/MEMS器件的空腔和開(kāi)孔上懸浮CVD單層和多層石墨烯的半干（semi-dry）轉移工藝來(lái)支持該項目的研究。Graphenea的工藝可使石墨烯層成功地懸浮在直徑達500微米的開(kāi)孔上。這一系列研究幫助Graphenea推出了一類(lèi)新產(chǎn)品：在腔體上懸浮的單層石墨烯。
懸浮在腔體上的單層石墨烯
該項目提交了三份專(zhuān)利申請和至少七篇科學(xué)論文出版，還有更多研究成果正在整理發(fā)布中。除了制造之外，大面積石墨烯膜的表征也被提升到了新的高度。
該項目持續了3年，由德國（BMBF）和西班牙巴斯克自治區共同資助，項目總金額約為196萬(wàn)歐元。
