确保MEMS系统精密测试，“负劲度”机制解决难题

      埃级(Angstrom-level accuracy)是稳定像微机电系统测试、纳米级度量学和半导体制造工具之类应用的平台所需要的。一家公司正在开发各种产品，这些产品以被称为消除振动的负劲度(negative stiffness)机制为基础。 
“美国空军还没有能够找到一种足够安静方法，来对他们的下一代加速计和陀螺仪进行测试，” Minus K Technology公司的首席执行官David Platus说，“这让我开始思考消除振动的负劲度机制。” 
     自19世纪60年代起，把原子力和扫描隧道显微镜这样的精密仪器及制造工具，与振动隔离开的方式，是支持在气垫上支持重量的被动空气台。最近，新方法是采用主动电子反馈以发送能抑制弹簧中振动的消除力。 
Paltus称，他取得的负劲度机制在削减了被动系统价格的同时，还要优于主动系统的性能。“我们的负劲度机制会施加反向的力量，从而消除了弹簧中的硬度，” Platus表示，结果是“隔离效果是其它主动系统的两倍，但却是空气台式的被动振动隔离系统价格的一半。” 
      Minus K已经获得多项与其负劲度机制有关的。该公司的产品提供从10磅桌面单元到10000磅地板不等的振动隔离有效载荷性能。据Minus K称，当它被调整到0.5 Hz的固有频率时，振动隔离器会在2 Hz处实现93%的隔振效果；在5 Hz和10 Hz的时候，实现的隔振效果分别为99%和99.7%。 
大部分平台，甚至是那些具有主动稳定性的平台，也有一定的正硬度系数，这一系数确定了它们固有的共振频率—通常是1 Hz或者更高。据该公司称，通过把弹簧的负硬度从正硬度中减去，Minus K公司的负劲度机制能把几乎所有的振动阻止在不超过0.5 Hz的范围。 
     该技术的一项关键的应用是在芯片制造设备中用来控制振动。“晶体管有低至约25纳米的临界尺寸，最重要的临界尺寸是氧化层厚度，它是1纳米厚，” 亚利桑那州立大学的纳米技术研究员和工程教授David Ferry表示。 
“你必须在横向尺度超过300毫米的范围内把垂直厚度控制在1纳米，” Ferry补充说，“这就确定了现代制造技术对有效振动隔离的需要，这种需要比以往任何时候都要迫切，随着纳米产业的进步，对这一技术的需求还将变得更大。” 
亚利桑那州立大学利用Minus K公司的振动隔离技术，对原子力和扫描隧道显微镜进行了隔离。