随着微加工能力的提高，现在微机械加工的特征尺度正在向纳米延伸。硅微加工系统也
可达到纳米级。

80 年代初出现的纳米科技研究的重要手段——扫描隧道显微镜(STM)、原子

力显微镜

(AFM)，不仅可用于直接观察原子、分子以及纳米粒子的相互作用与特性，表征纳

米器件，并且作为一种纳制造技术手段，可移动原子、分子，构造纳米结构，在纳米尺度研
究其相互作用。

　　

(2)微系统的机理研究是其创新发展的基础。

　　随着尺度向微米级和纳米级缩小，物体的有些宏观特性将发生改变，并会出现一些新
的性质。如在

MEMS 中，经典物理学定律基本适用。但在狭小空间内，不同性质的物质(固、

液、热、生、化

)互相耦合，宏观世界中某些次要的影响因素可能变得重要，在某些条件下，

也会出现介观效应。在

NEMS 中，纳米级结构将产生新效应，如量子效应、界面效应和纳米

尺度效应等。对这些新性质、新效应的深入研究是

MEMS 和 NEMS 技术发展的关键。

　　

(3)需求是发展的动力。

　　

MEMS 和 NEMS 具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、新功能、可批量生产等传统器件

不具备的优点，如果研制的器件和系统具有这些优点就会有良好的应用前景。而强劲的需求
牵引则是

MEMS 和 NEMS 研究得到迅速发展的原动力。

　　

MEMS 和 NEMS 并不仅是一类新的产品，还构筑出一个微技术发展和应用平台。在此

平台上，

MEMS 和 NEMS 与不同的技术结合，并对其发展产生巨大的推动作用。由于尺度

微小和多学科交叉，

MEMS 和 NEMS 也形成了一类新的方法学。

　　

3. MEMS 和 NEMS 的器件和系统举例

　　微传感器件：微传感器种类很多，所测量的参数包括：加速度、压力、力、触觉、流量、磁
场、温度、气体成分、湿度、

pH 值、离子浓度和生物浓度等等。典型的微机械传感器件包括压力

传感器、加速度计和陀螺等。

　　微流体器件：微流体器件是另一类重要的

MEMS 器件。在喷墨打印、芯片冷却、微型推

进系统、药物雾化供给和生物芯片等系统中有广泛的应用。典型器件如微泵和微阀微喷等。

　　微光学器件：美国

TI 公司利用硅表面微加工工艺开发了数字微镜 (DMD—Digital 

Micromirror Device)。其显示效果超过液晶投影显示，可用于高清晰度电视等领域;在 Optical 
MEMS 中，光开关和光通讯具有广泛的发展前景。图 6 为微光开关阵列。

　　信息和生物

MEMS 是 MEMS 的两个重要发展方向，具有广阔的应用前景和市场。如：

RF MEMS 开关、RF MEMS 滤波器、RF MEMS 振荡器、电容、电感、传输线，以及微型生物传
感器、微流体芯片等等。

　　基于

MEMS 技术的微能源器件：随着手机、笔记本电脑、PDA、微型摄像机等微型电子

产品的普及，迫切要求能源的微型化。微型燃料电池是其中之一。利用

MEMS 微流体技术可

大幅度提高燃料电池燃料的供给效率，利用

MEMS 制造技术可缩小燃料电池的体积，实现