압전 특성을 가진 산화물 나노 물질은 MEMS 센서 또는 마이크로 에너지 수확기 또는 저장^1,2,3과같은 설계 장치에 중추적인 역할을 한다. CMOS 기술의 발전이 증가함에 따라 고품질 의 상피 압전 필름 및 나노 구조의 모놀리식 통합이 실리콘으로 새로운 새로운 장치^4를확장하는 관심대상이된다. 또한, 높은 성능을 달성하기 위해서는 이러한 장치의 소형화에 대한 더 큰 제어가 필요하다^5,6. 전자, 생물학 및 의학분야의 새로운 센서 애플리케이션은 마이크로 및 나노제조 기술의 발전에 의해 활성화된다^7,8.

특히, α 석영은 압전 재료로 널리 사용되며 사용자가 다른 응용 분야에 대한 제조를 할 수있는 뛰어난 특성을 보여줍니다. 에너지 수확을 위한 적용 영역을 제한하는 낮은 전기 기계 결합 계수를 가지고 있지만, 화학 적 안정성과 높은 기계적 품질 인자는 주파수 제어 장치 및 센서 기술^9에적합한 후보로 만듭니다. 그러나, 이들 장치는 장치^{제조(10)에}원하는 특성을 갖는 벌크 단일 석영 결정으로부터 마이크로 가공되었다. 석영 결정의 두께는 가장 높은 공명 주파수가 장치에서 얻을 수있는 방식으로 구성되어야하며, 요즘, 가장 낮은 달성 두께는 10 μm^11이다. 지금까지, 패라데이 케이지 각각식^11,레이저 간섭 리소그래피(12)및 집중이온빔(FIB)^13과 같은 벌크 크리스탈을 마이크로패턴화하는 일부 기술이 보고되었다.

최근에는 화학용액증착(CSD)^14,15에의해 개발된 실리콘 기판(100)에 α-쿼츠 필름의 에피택시 성장의 직간접및 상향식 통합이 개발되었다. 이 접근 방식은 앞서 언급한 과제를 극복하고 미래의 센서 애플리케이션을 위한 압전 기반 장치를 개발할 수 있는 문을 열었습니다. 실리콘 기판에 α 석영 막의 구조를 조정하여^{필름(16)의}질감, 밀도 및 두께를 제어할 수 있었다. α 쿼츠 필름의 두께는 수백 나노미터에서 미크론 범위로 확장되었으며, 이는 벌크 크리스탈에 대한 하향식 기술로 얻은 것보다 10~50배 더 얇았다. 딥 코팅 증착 조건, 습도 및 온도를 최적화하여 연속 나노구조화 결정석막과 하향식 리소그래피^{기법(17)의}조합으로 완벽한 나노임프린팅 패턴을 모두 달성할 수 있었다. 특히, 부드러운 나노 임프린트 리소그래피 (NIL)는 저비용, 대규모 제조 및 벤치탑 장비 기반 공정입니다. 하향식 및 상향식 접근 방식을 결합한 소프트 NIL의 적용은 실리콘에 에피택시 석영 나노필라 어레이를 생성하여 기둥 직경, 높이 및 인터필라 거리를 정밀하게 제어하는 열쇠입니다. 또한, 생물학적 적용을 위해 보로실리케이트 유리에 제어된 형상, 직경 및 주기성을 가진 실리카 나노필라의 제조는 에피택시 석영^{박막(18)의}부드러운 NIL을 커스터마이징하여 수행되었다.

지금까지, 그것은 압전 나노 구조α 석영 MEMS의 온 칩 통합에 대 한 가능 하지 않은. 여기서는 재료에서 장치 제작에 이르는 상세한 엔지니어링 경로를 그립니다. SOI^{기판(19)에} 압전 석영 캔틸레버를 방출하고 일부 특성화 결과와 함께 압전 물질로서의 반응을 논의하기 위해 물질의 물질 합성, 소프트 NIL 및 미세 제조를 위한 모든 단계를 설명하고 있습니다.