Estudo da resistência mecânica de microestruturas em silício.

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Leminski, Roberto Eduardo Bruzetti
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Microestruturas; Microstructures; Resistance of materials; Resistance); Resistência dos materiais; Silício (Ensaios; Resistência); Silicon (Testing
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-09102024-111714/

Com desenvolvimento da microfabricação e da nanotecnologia, utilizando o silício como material de construção para sensores e atuadores, torna-se cada vez mais importante o estudo da resistência mecânica das estruturas construídas por meio destas tecnologias, bem como do próprio silício como material, do ponto de vista mecânico. Com o objetivo de determinar a resistência mecânica de microestruturas construídas em silício, tendo em vista as dificuldades da realização de ensaios mecânicos convencionais, dadas as dimensões reduzidas das estruturas, neste trabalho foram realizadas simulações computacionais do comportamento de um microssensor específico quando submetido a uma força. Este microssensor, desenvolvido por Marcelo B. A. Fontes, tem como aplicação a detecção eletroquímica de óxido nítrico (NO), para uso biológico \"in vivo\". Por isso, além das dimensões reduzidas, possui a forma de microagulha. Várias geometrias para estas micropontas foram propostas, e o objetivo deste trabalho é fazer uma comparação entre estas diferentes geometrias. Primeiramente, para verificar a possibilidade do uso de simulações, estas foram realizadas para barras de silício (três séries com comprimentos de 30, 20 e 30 milímetros, larguras de 10, 10 e 8 milímetros e espessuras de 0,5 milímetro, respectivamente). Estas amostras tiveram sua resistência mecânica testada e comparada com o modelamento analítico normalmente empregado para determinação da resistência mecânica e com o modelamento numérico. Os resultados obtidos com a comparação dos ensaios mecânicos e das simulações foram muito próximos, com um erro médio de 2,92%. Supondo que este erro, bastante pequeno, validasse o simulador, foram realizadas simulações das diversas geometrias propostas para as agulhas de silício, considerando-se diferentes espessuras das mesmas. ) Isto possibilitou, através da comparação entre as diversas geometrias e espessuras, uma análise qualitativa, determinando as estruturas mais resistentes.