微机电系统结构及其应用技术方案

公开了微机电系统(MEMS)器件以及操作该器件的方法。该器件包括：衬底平台；以及具有多个曲折臂的电极板，电极板经由多个曲折臂附接到衬底平台，电极板设置在处于静止位置的平面上。器件包括基本上垂直地设置在电极板上的尖锐构件。在各种实现方式中，电极板和衬底平台是共面的。在各种实现方式中，电极板被配置为离开静止位置在垂直于平面的方向上移动。器件还包括对向电极。操作器件的方法包括经由电源跨电极和对向电极供应直流(DC)，以跨器件的电极和对向电极产生静电场。极和对向电极产生静电场。极和对向电极产生静电场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微机电系统结构及其应用

技术介绍

[0001]诸如经由细胞转化进行的基因治疗之类的医疗治疗方法是许多疾病的有希望的治疗选择，包括遗传性病症、某些类型的癌症和某些病毒感染。尽管基因治疗是有希望的，但目前它是基于将遗传物质(基因)插入患者细胞中而不是使用药物或手术的实验性治疗。由于该技术的核心是将遗传物质(或任何生物分子)引入活细胞中，因此它固有地是有风险和挑战性的，特别是对细胞造成损害的危险。
[0002]基因治疗剂的当前制造方法包括例如电穿孔方法，在电穿孔方法中，向活细胞施加非常高的电场以在细胞的膜中产生瞬时开口。电场通常在比色皿中被整体施加于大量的细胞，对于任何个体细胞，既不控制用于给定细胞的电场，也不控制进入细胞的物质的量。另一种用于基因治疗的方法是使用经修饰的病毒来将新的遗传物质引入细胞中。在这种方法中，病毒的存在可以引起许多可能的副作用，包括不能够控制病毒将修饰哪种类型的细胞。此外，用经修饰的病毒进行基因治疗的临床应用也有严重的副作用，包括癌症的发展。
[0003]由于以上提到的技术目前用于细胞转化和基因治疗的技术有明显的缺点，因此需要将遗传物质插入活细胞中的替代方法来推进诸如基因治疗之类的有希望的治疗技术，而不存在上述方法的有害副作用。

技术实现思路

[0004]本公开的至少一方面涉及一种器件。该器件包括：衬底平台；以及具有多个曲折臂的基板，基板经由多个曲折臂附接到衬底平台，基板设置在处于静止位置的平面上。器件包括设置在基板上的尖锐构件，尖锐构件基本上垂直于平面设置。在各种实现方式中，基板和衬底平台是共面的。在各种实现方式中，基板被配置为离开静止位置在垂直于平面的方向上移动。
[0005]在各种实现方式中，基板包括从基板向外延伸并彼此径向均匀间隔地设置的两个曲折臂。在各种实现方式中，基板包括从基板向外延伸并彼此径向均匀间隔地设置的三个曲折臂。在各种实现方式中，基板包括从基板向外延伸并彼此径向均匀间隔地设置的四个曲折臂。在各种实现方式中，曲折臂具有基板与衬底平台之间的分隔距离的至少约2倍的线性长度。在各种实现方式中，曲折臂具有基板与衬底平台之间的分隔距离的至少约3倍或至少约4倍的线性长度。在各种实现方式中，曲折臂具有基板与衬底平台之间的分隔距离的多达约1000倍的线性长度。
[0006]在各种实现方式中，基板和衬底平台是同心的。在各种实现方式中，基板具有由圆形、椭圆形、正方形、矩形、五边形或六边形组成的形状。在各种实现方式中，基板的横向尺寸在约100nm和约10cm之间。在各种实现方式中，基板的横向尺寸在约5μm和约500μm之间。
[0007]在各种实现方式中，基板从静止位置移动约0.1nm和约10mm之间的距离。在各种实现方式中，基板从静止位置移动约1nm和约1mm之间的距离。
[0008]在各种实现方式中，基板具有第一厚度并且衬底平台具有第二厚度。在各种实现方式中，第一厚度不同于第二厚度。在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的厚
度在约0.001μm和约10mm之间。在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的厚度在约0.1μm和约10μm之间。
[0009]在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅或氢化非晶硅中的一种。
[0010]在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的掺杂浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的掺杂浓度在约10
11
原子/cm3和约10
20
原子/cm3之间。
[0011]在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的表面电阻值在约10
‑4Ω
‑
cm和约104Ω
‑
cm之间。在各种实现方式中，基板或衬底平台中的至少一个的表面电阻值在约10
‑3Ω
‑
cm和约103Ω
‑
cm之间。在各种实现方式中，跨基板和衬底平台的电阻抗在约102Ω和约10
12
Ω之间。在各种实现方式中，跨基板和衬底平台的电阻抗在约103Ω和约108Ω之间。
[0012]在各种实现方式中，尖锐构件的长度在约50nm和约1mm之间。在各种实现方式中，尖锐构件的长度在约2μm和约50μm之间。
[0013]在各种实现方式中，尖锐构件是第一尖锐构件，并且器件还包括第二尖锐构件。在各种实现方式中，器件还包括设置在基板上的多个尖锐构件，多达约10个尖锐构件。在各种实现方式中，器件还包括设置在基板上的多个尖锐构件，多达约100个尖锐构件。在各种实现方式中，器件还包括设置在基板上的多个尖锐构件，多达约500,000,000个尖锐构件。
[0014]在各种实现方式中，基板是第一基板，并且器件还包括第二基板。在各种实现方式中，器件还包括多个基板。
[0015]在各种实现方式中，基板是电极。在各种实现方式中，器件还包括平行于电极设置的对向电极。
[0016]在各种实现方式中，对向电极的厚度在约0.001μm和约10mm之间。在各种实现方式中，对向电极的厚度在约0.1μm和约10μm之间。
[0017]在各种实现方式中，对向电极包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅、氢化非晶硅、氧化铟锡(ITO)、氮化钛(TiN)、金属膜、掺杂的半导体膜、无机半导体、复合物、有机导电膜、或包括各种类型石墨烯的碳同素异形体、氧化石墨烯、失配石墨烯或其任何组合中的一个。
[0018]在各种实现方式中，对向电极的掺杂浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。在各种实现方式中，对向电极的电阻值在约10
‑4Ω
‑
cm和约104Ω
‑
cm之间。
[0019]在各种实现方式中，电极和对向电极被配置为接收在约0.1μV和10kV之间的电势差(V0)。在各种实现方式中，电极和对向电极被配置为接收在约1V和100V之间的电势差(V0)。在各种实现方式中，电极和对向电极被配置为接收在约10V和50V之间的电势差(V0)。
[0020]在各种实现方式中，一种系统包括如上所述的多个器件。在该系统的各种实现方式中，多个器件是范围从约1个至约108个器件，这些器件均具有相应的尖锐构件。在该系统的各种实现方式中，多个器件彼此分隔在约0.1μm和10cm之间。
[0021]在各种实现方式中，对向电极具有在对向电极的中心处的开口，并且开口被配置为接收尖锐构件的一部分。
[0022]本公开的至少一方面涉及一种操作器件的方法。该方法包括：提供电源；以及提供器件，器件包括衬底平台和具有多个曲折臂的电极，电极经由多个曲折臂附接到衬底平台。
在各种实现方式中，器件还包括基本上垂直地设置在电极上的尖锐构件。在各种实现方式中，器件还包括基本上平行于电极设置的对向电极。操作器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种器件，包括：衬底平台；基板，所述基板具有多个曲折臂，所述基板经由所述多个曲折臂附接到所述衬底平台，所述基板在静止位置处布置在平面上；以及尖锐构件，所述尖锐构件设置在所述基板上，所述尖锐构件基本上垂直于所述平面设置，其中，所述基板与所述衬底平台是共面的，并且其中，所述基板被配置为离开所述静止位置在垂直于所述平面的方向上移动。2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板包括从所述基板向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的两个曲折臂。3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板包括从所述基板向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的三个曲折臂。4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板包括从所述基板向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的四个曲折臂。5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述曲折臂具有所述基板与所述衬底平台之间的分隔距离的至少约2倍的线性长度。6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述曲折臂具有所述基板与所述衬底平台之间的分隔距离的至少约4倍的线性长度。7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述曲折臂具有所述基板与所述衬底平台之间的分隔距离的多达约1000倍的线性长度。8.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板和所述衬底平台是同心的。9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板具有由圆盘、椭圆形、正方形、矩形、五边形或六边形组成的形状。10.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板的横向尺寸在约100nm和约10cm之间。11.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板的横向尺寸在约5μm和约500μm之间。12.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板从所述静止位置移动达约0.1nm和约10mm之间的距离。13.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板从所述静止位置移动达约1nm和约1mm之间的距离。14.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板具有第一厚度并且所述衬底平台具有第二厚度。15.根据权利要求14所述的器件，其中，所述第一厚度不同于所述第二厚度。16.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的厚度在约0.001μm和约10mm之间。17.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的厚度在约0.1μm和约10μm之间。18.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅或氢化非晶硅中的一种。19.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的掺杂
浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。20.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的掺杂浓度在约10
11
原子/cm3和约10
20
原子/cm3之间。21.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的电阻值在约10
‑4Ω
‑
cm和约104Ω
‑
cm之间。22.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板或所述衬底平台中的至少一个的电阻值在约10
‑3Ω
‑
cm和约103Ω
‑
cm之间。23.根据权利要求1所述的器件，其中，跨所述基板和所述衬底平台的电阻抗在约102Ω和约10
12
Ω之间。24.根据权利要求1所述的器件，其中，跨所述基板和所述衬底平台的电阻抗在约103Ω和约108Ω之间。25.根据权利要求1所述的器件，其中，所述尖锐构件的长度在约50nm和约1mm之间。26.根据权利要求1所述的器件，其中，所述尖锐构件的长度在约2μm和约50μm之间。27.根据权利要求1所述的器件，其中，所述尖锐构件是第一尖锐构件，所述器件还包括设置在所述基板上的第二尖锐构件。28.根据权利要求1所述的器件，还包括设置在所述基板上的多达10个尖锐构件的多个尖锐构件。29.根据权利要求1所述的器件，还包括设置在所述基板上的多达约100个尖锐构件的多个尖锐构件。30.根据权利要求1所述的器件，还包括设置在所述基板上的多达约500,000,000个尖锐构件的多个尖锐构件。31.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板是第一基板，所述器件还包括第二基板。32.根据权利要求1所述的器件，所述器件还包括多个基板。33.根据权利要求1所述的器件，其中，所述基板是电极。34.根据权利要求33所述的器件，还包括：对向电极，所述对向电极平行于所述电极设置。35.根据权利要求34所述的器件，其中，所述对向电极的厚度在约0.01μm和约1mm之间。36.根据权利要求34所述的器件，其中，所述对向电极的厚度在约0.1μm和约10μm之间。37.根据权利要求34所述的器件，其中，所述对向电极包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅或氢化非晶硅中的一种。38.根据权利要求34所述的器件，其中，所述对向电极的掺杂浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。39.根据权利要求34所述的器件，其中，所述对向电极的电阻值在约10
‑4Ω
‑
cm和约104Ω
‑
cm之间。40.根据权利要求34所述的器件，其中，所述电极和所述对向电极被配置为接收在约0.1μV和10kV之间的电势差(V0)。41.根据权利要求34所述的器件，其中，所述电极和所述对向电极被配置为接收在约1V和100V之间或在约10V和50V之间的电势差(V0)。
42.一种包括多个根据权利要求1所述的器件的系统。43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述多个器件是范围从约1个至约108个器件，所述器件中的每个包括相应的尖锐构件。44.根据权利要求42所述的系统，其中，所述多个器件彼此分隔在约0.1μm和10cm之间。45.一种操作器件的方法，包括：提供电源；提供所述器件，所述器件包括：衬底平台，电极，所述电极包括具有多个曲折臂的基板，所述电极经由所述多个曲折臂附接到所述衬底平台，尖锐构件，所述尖锐构件基本上垂直地设置在所述电极上，以及对向电极，所述对向电极基本上平行于所述电极设置；经由所述电源跨所述器件的所述电极和所述对向电极供应直流(DC)，由此跨所述器件的所述电极和所述对向电极产生静电场。46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极和所述衬底平台是共面的。47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述电极在静止位置处布置在平面上，并且被配置为离开所述静止位置在垂直于所述平面的方向上移动。48.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极包括从所述电极向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的两个曲折臂。49.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极包括从所述电极向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的三个曲折臂。50.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极包括从所述电极向外延伸并且彼此径向均匀间隔地设置的四个曲折臂。51.根据权利要求45所述的方法，其中，所述曲折臂具有所述电极与所述衬底平台之间的分隔距离的至少约2倍的线性长度。52.根据权利要求45所述的方法，其中，所述曲折臂具有所述电极与所述衬底平台之间的分隔距离的至少约4倍的线性长度。53.根据权利要求45所述的方法，其中，所述曲折臂具有所述电极与所述衬底平台之间的分隔距离的多达约1000倍的线性长度。54.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极和所述衬底平台是同心的。55.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极具有由圆盘、椭圆形、正方形、矩形、五边形或六边形组成的形状。56.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极的横向尺寸在约100nm和约10cm之间。57.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极的横向尺寸在约5μm和约500μm之间。58.根据权利要求47所述的方法，其中，所述电极从所述静止位置移动达约0.1nm和约10mm之间的距离。59.根据权利要求47所述的方法，其中，所述电极从所述静止位置移动达约1nm和约1mm之间的距离。60.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极具有第一厚度并且所述衬底平台具有
第二厚度。61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述第一厚度不同于所述第二厚度。62.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的厚度在约0.001μm和约10mm之间。63.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的厚度在约0.1μm和约10μm之间。64.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅或氢化非晶硅中的一种。65.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的掺杂浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。66.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的掺杂浓度在约10
11
原子/cm3和约10
20
原子/cm3之间。67.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的电阻值在约10
‑4Ω
‑
cm和约104Ω
‑
cm之间。68.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极或所述衬底平台中的至少一个的电阻值在约10
‑3Ω
‑
cm和约103Ω
‑
cm之间。69.根据权利要求45所述的方法，其中，跨所述电极和所述衬底平台的电阻抗在约102Ω和约10
12
Ω之间。70.根据权利要求45所述的方法，其中，跨所述电极和所述衬底平台的电阻抗在约103Ω和约108Ω之间。71.根据权利要求45所述的方法，其中，所述尖锐构件的长度在约50nm和约1mm之间。72.根据权利要求45所述的方法，其中，所述尖锐构件的长度在约2μm和约50μm之间。73.根据权利要求45所述的方法，其中，所述尖锐构件是第一尖锐构件，所述器件还包括设置在所述基板上的第二尖锐构件。74.根据权利要求45所述的方法，其中，所述器件还包括：设置在所述基板上的多达约10个尖锐构件的多个尖锐构件。75.根据权利要求45所述的方法，其中，所述器件还包括：设置在所述基板上的多达约100个尖锐构件的多个尖锐构件。76.根据权利要求45所述的方法，其中，所述器件还包括：设置在所述基板上的多达约500,000,000个尖锐构件的多个尖锐构件。77.根据权利要求45所述的方法，其中，所述电极是第一电极，所述器件还包括第二电极。78.根据权利要求45所述的方法，所述器件还包括多个电极。79.根据权利要求45所述的方法，其中，所述对向电极的厚度在约0.01μm和约1mm之间。80.根据权利要求45所述的方法，其中，所述对向电极的厚度在约0.1μm和约10μm之间。81.根据权利要求45所述的方法，其中，所述对向电极包括单晶硅、多晶硅、纳米晶硅、非晶硅或氢化非晶硅中的一种。82.根据权利要求45所述的方法，其中，所述对向电极的掺杂浓度在约10
10
原子/cm3和约10
21
原子/cm3之间。
83.根据权利要求45所述的方法，其中，所述对向电极的电阻值在约10
‑4Ω
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：梅科诺公司，
类型：发明
国别省市：