I dette kursus vil du lære om mikroelektromekaniske systemer (MEMS). Du vil lære om elasticitet og statisk og dynamisk udbøjning af bjælker og membraner. Laplacetransformationen introduceres og anvendes til at oversætte mekaniske og andre systemer til elektriske komponenter ("lumped elements"), som således analyseres ved hjælp af analysemetoder for systemer af elektriske komponenter. Transducere (sensorer og aktuatorer) gennemgås med fokus på elektrostatiske, elektromagnetiske og piezo-resistive/​elektriske mekanismer transducer. Det er centralt her, at du lærer at regne på den elektriske og mekaniske respons af simple MEMS-transducere. Relaterede simple elektriske kredsløb introduceres og støj (elektrisk og i andre domæner) introduceres. Anvendelser i f.eks. accelerometre, mikrofabrikerede mikrofoner og tryksensorer belyses via eksempler og opgaver samt virksomhedsbesøg i løbet af kurset. Til sidst i kursusforløbet gennemføres et desktopprojekt, hvor du arbejder i en gruppe på en åben MEMS-relateret problemstilling defineret af forskergrupper på DTU Nanotech eller en virksomhed. Kurset vil således ruste dig til at udføre et MEMS-relateret projekt. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Forklare de teknologiske og økonomiske betingelser, der skal opfyldes for at et mikrosystem kan blive en kommerciel succes og nævne succeseksempler
• Vælge mikroteknologiske fremstillingsmetoder, der egner sig for et givet mikrosystem, og gøre rede for hvordan de indgående fremstillingsprocesser kan integreres
• Vurdere om et mikrosystem vil være den rette løsning i en given applikation
• Nedbryde et mikrosystem i simple delelementer (”lumped elements”) i forskellige fysiske domæner
• Beregne den statiske og dynamiske opførsel af simple mekaniske mikrosystemer, f.eks. bjælker og membraner
• Vurdere og vælge transducerprincipper (f.eks. elektrostatisk eller magnetisk) til aktuation i et mikrosystem og foretage analytiske beregninger for en simpel aktuator baseret på disse
• Vurdere og vælge transducerprincipper (f.eks. kapacitativ eller piezoresistiv) til detektion i et mikrosystem og foretage analytiske beregninger for en simpel sensor baseret på dem
• Redegøre for og regne på mikrosystemer til en række applikationer
• Beskrive, analysere og løse en konkret, åben problemstilling, der involverer mikroteknologi

Introduktion til mikrosystemer. Beskrivelse af design og fabrikation af mikrosystemer. Integration af fremstillingsprocesser. Modellering af mikrosystemer ("lumped element modeling"). Transducerprincipper for sensorer og aktuatorer og disses skalerbarhed. Støj, følsomhed og opløsning for sensorer. Elasticitet - bjælker og membraners udbøjning. Eksempler på mikrosystemer til en række vigtige applikationer.

De første 8 uger af kurset består af forelæsninger og regneøvelser. Regnefærdigheder og forståelsen testes med tre skriftlige afleveringsopgaver, som indgår i kursuskarakteren. I den sidste del af kurset gennemføres et 4-ugers desktopprojektarbejde med en konkret åben problemstilling, der involverer et mikrosystem, som defineres af forskningsgrupper på DTU Sundhedsteknologi eller industrielle samarbejdspartnere. Dette forløb afsluttes med en rapport og en mundtlig eksamen i rapporten samt relevant pensum fra kurset. Stephen D. Senturia: "Microsystem Design", Kluwer Academic Publishers, Boston, 2001 (ISBN: 0-7923-7246-8) Du forventes at kende standardprocesser, der bliver brugt til fremstilling af mikro- og nanostrukturer i et renrum svarende til kursus 22600 (tidligere 33255), ”Fabrikation af mikro- og nanostrukturer”, 22601 (tidligere 33253), ”Micro 1: Solid-state electronics & Microtechnology” eller ækvivalente kurser (ellers selvstudie). Du forventes at have en baggrund i basal elektromagnetisme og matematik/​differentialligninger på 2. års universitetsniveau. 19. august, 2019