微型加速度传感器

摘要

本发明涉及用于探测加速过程和减速过程的微型传感器，其特征是，它包括至少一个杆状弹簧件，其由纳米丝(2)构成，以一端(21)与探测器衬底(5)相连并且伸出该探测器衬底之外，该弹簧件最好在其自由端(22)上有涂层(3′)，该涂层发出永久漏磁场(ms)，或是有此类型的纳米粒子(3)，其中纳米丝和漏磁场场涂层或者该质量共同形成惯性质量，并且还包括磁场探测层(4)，其例如由磁阻材料构成，并且布置在纳米丝(2)连接端(21)的附近，该衬底最好具有这样一个层，该层优选对其局部而言作为传感器元件地构成一个磁场探测单元(7)的一个组成部分。

权利要求

1.用于测量并求出物体或目标的加速过程和减速过程的微型传感器，该微型传感器包括至少一个安置在弹簧件上且发出场的惯性质量、至少一个对场强变化敏感的探测器以及一个指示单元，并且该微型传感器可随该物体或目标一起运动，其特征在于，该微型传感器(1)包括至少一个基本上成杆状的弹簧件，该弹簧件由电中性材料制成的单晶或纳米丝(2)构成，该单晶或纳米丝以一端同随物体或目标一起运动的探测器衬底(5)相连和突出于该探测器衬底，该单晶或纳米丝至少在沿其延伸长度的有限区域内具有一个发出永久恒定的漏磁场(ms)的、只能沿一个球的表面运动的涂层(3′)或这样的质量，其中所述球的中心总是位于单晶或纳米丝(2)的初始点或者说结合端(21)上，其中所述单晶或纳米丝(2)以及漏磁场涂层或漏磁场质量(3′，3)共同构成该惯性质量，并且在该单晶或纳米丝(2)的结合端(21)的邻近区域内，总是设有唯一一个连贯的磁场探测层(4)。

2.根据权利要求1所述的微型传感器，其特征在于，该单晶或纳米丝(2)通过自组织化生长而直接由探测器衬底(5)构成。

3.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，磁性纳米粒子(3)本身构成用于单晶或纳米丝(2)的生成或者说长大的晶芽，并且以其自由端(22)高出衬底(5)或者说其磁场探测层(4)。

4.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，在纳米丝上或者在其自由端(22)的附近区域中磁性涂层(3’)或者设置在那里的纳米粒子(3)由顺磁材料或铁磁材料构成。

5.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，该磁场探测层(5)通过薄层系构成。

6.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，该单晶或纳米丝(2)通过在包含单晶或纳米丝材料的气相或液相中在设置于探测器衬底上的晶芽颗粒的下方在该探测器衬底(5)上完成生长而构成。

7.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，磁性纳米粒子(3)通过化学结合被结合至单晶或纳米丝(2)上。

8.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，单晶或纳米丝(2)的磁性涂层(3’)借助蒸镀法或平版印刷法被涂覆在该单晶或纳米丝上。

9.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，该单晶或纳米丝(2)是由硅或砷化镓构成或者本身由磁性材料构成。

10.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，该磁场探测层(4)按照以下方式被施加在该探测器衬底(5)上，围绕该衬底所携载的单晶或纳米丝(2)地间隔一段距离(a)或者没有间隔距离，或者纳米丝设置在上述层(4)的边缘上。

11.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，单晶或纳米丝(2)按照与90度不同的角度(α)相对探测器衬底(5)的表面或者其磁场探测层(4)安置。

12.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，探测器衬底(5)形成有多个沟槽或峰谷(51)，峰谷一个侧面(52)上突伸出该单晶或纳米丝(2)，峰谷另一个侧面(53)上分别载有该磁场探测层(4)。

13.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，所述微型传感器具有许多个从探测器衬底(5)或磁场探测层(4)上以相对其表面的角度(α)彼此相互平行定向地突伸出来的单晶或纳米丝(2)。

14.根据权利要求1或2所述的微型传感器，其特征在于，探测器衬底(5)具有许多个带有该磁场探测层(4)的凸起(55)或隆起或突舌，带有磁性涂层(3’)或带有磁性纳米粒子(3)的单晶或纳米丝(2)分别从所述凸起或隆起或突舌的最高点或者说顶点(551)和从其侧面(552，553)突伸出来。

15.根据权利要求11所述的微型传感器，其特征在于，单晶或纳米丝(2)被制成弯曲形的。

16.根据权利要求1所述的微型传感器，其特征在于，该单晶或纳米丝至少在沿其延伸长度的有限区域内具有一个发出永久恒定的漏磁场(ms)的、只能沿一个球的表面运动的这样的纳米粒子(3)。

说明书

微型加速度传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种加速度传感器，它响应于外力并同时提供电信号。加速度传感器本身随经受加速或减速的待测定系统一起运动。

背景技术

[0002] 加速度传感器是测量加速度的传感器敏感元件，其测量作用于被测物的惯性力。因此，例如可以确定是否发生加速或减速以及速度增减多少。为了测量这样的外部惯性力，使用了集成在运动系统中的传感器。该传感器随系统一起运动，因而通常无需为测量运动而考虑外界固定点。

[0003] 因而，每个加速度传感器的核心件是这样一个元件，它因外力而改变其众多物理性能之一。如果加速度传感器例如具有弹簧质量系统，则例如弹簧所悬挂的质量的关于传感器的一个固定点的位置可被考虑用于确定运动。

[0004] 已知的加速度传感器的技术解决方案依据各种不同的物理作用和证明方法。已知的典型加速度传感器如下所述：

[0005] 应变片，它完成作用于被测物的力的确定，做法是借助应变片测定固定点如杆的变形，该系统主要适用于低频。

[0006] 磁感应，当挂于弹簧上的被测物运动时，磁体在线圈中感生电压，类似于在电动传声器即电动话筒中。

[0007] 微型化传感器是比上述传感器更精确、更敏感且更小型轻巧的传感器。微型化传感器主要是用压电传感器构成或以微机电系统(MEMS)的形式构成的：

[0008] 压电加速度传感器，压电陶瓷传感器片将动态压力变化转换成电信号，电信号能随后被相应地进一步处理。压力变化由固定在压电陶瓷上的“振动”质量产生并且在总系统加速时作用于压电陶瓷。该系统例如将被用在转轮平衡台上，在这里，转轮的每次失衡在压电陶瓷中产生一个相应信号。它在不到1秒的时间内发现轮胎失衡。

[0009] 一种因为经济而广泛流行的传感器依据MEMS技术。MEMS是由在衬底或芯片上的机械元件、传感器元件、执行元件和电路构成的组件。MEMS依据半导体电子技术。基材或者说衬底一般是硅，但也可以是砷化镓。微电子技术局限于电子元件，如晶体管(CPU)和电容器(RAM)。微系统技术扩充了机械元件、光学元件、化学元件和/或生物元件的样式。MEMS能被整合到硅技术当中，因而可以大量地成批制造和封装。

[0010] 过去几年，基于MEMS的微型化加速度传感器已取得越来越重要的意义，其中的“弹簧”只是几μm宽的硅桥，而质量也由硅制成。由于加速时的偏移，所以可以在弹性悬挂部分和静止不动的参考电极之间测量电容变化。总的测量范围对应于仅约为1pF的电容变化，因此必须将用于分析计算微小电容变化的电子元件集成在同一个半导体芯片上。为了制造该传感器，质量和小的硅弹簧或者说硅引线借助光刻技术由硅蚀刻而成。为了获得悬空突伸结构，位于其下的二氧化硅层同样通过蚀刻被除去。

[0011] 这种加速度传感器的优点是单件成本因批量生产而较低并且可靠性高。某些这样的传感器甚至能无损坏地经受住高达测量范围的上千倍的加速度。由于尺寸小，所以该传感器的特点是测量速度快。因此，传感器例如用于触发车辆中的气囊。

[0012] 加速度是一个机械参数，其在很多技术领域中扮演重要角色。小型传感器的测量范围从几g(重力加速度)到几十g，甚至几百g，并且小型传感器在很多情况下也非常抗干扰。精度大多在百分率或千分率范围内。

[0013] 更精确但更大型的仪器目前提供远超过百万分之一的精度并且例如允许测量地球卫星中的差分加速度。在采矿技术设备中，很早就利用加速度计来执行罐笼控制，因为在这里，一维测量系统就足够了。对于火箭技术和车辆运动分析或汽车电子设备来说，同一类型的加速度测量也是必不可少的。

[0014] 许多技术应用场合需要三维全方位测量，例如在设备构建中以控制机械手，或者在空间行驶中。在这里，除了不易受温度、振动和其它作用的影响之外，微型化也是一个重要前提条件。可是，如果涉及的是在一个平面内的运动，则许多应用场合使用两维传感器就够了。

[0015] 精密加速度计有时也用于测量地球重力场，参见重力测量学和坡度测量学，以及用于ESA卫星GOCE。

[0016] 加速度传感器因此具有许多应用可能性，在此只说明其中几个例子：

[0017] 借助加速度测量仪来测量线性加速度，

[0018] 测量建筑物和机器中的振动，

[0019] 车辆中的主动悬挂系统，

[0020] 可动财产中的或作为触摸传感器的报警装置，

[0021] 货物运输中的损坏研究

[0022] 振动和地震预警，

[0023] 静止系统中的倾斜度测量，尤其用在不可忽略与重力加速度相似的其它加速度的场合，

[0024] 有源扬声器，

[0025] 与回转仪一起，用于飞机如直升机或UAVs的姿态控制或稳定，

[0026] 在移动电话领域，就是说在手机中，加速度传感器允许各种各样的控制器可行方案，

[0027] 在医疗和护理领域，运动传感器器发现病人何时一动不动了，相应配备的报警器马上招来医疗救护。

[0028] 物体安保，传感器记录一个一般不应运动的物体是否运动。例如，营地上的郊游居住车辆。在此情况下，如果运动了，也发出警报。

[0029] 防摔保护，传感器识别笔记本电脑是否落向地面。如果掉落，还将快速地使固定磁盘的读取头进入停留位，以避免数据损失。

[0030] 监测振动，传感器也适于运输昂贵的艺术品，以便能确定哪些在其旅途中遇到振动。

[0031] 计算机鼠标，其到处起到以下功能：运动传感器可以记录下鼠标运动，即使没有背景的光扫描，这种运动甚至是在所有三个方向上。

[0032] 从1988年起，博世制作出用于汽车的MEMS传感器，迄今超过了400百万件。这些传感器必须在外界环境中例如在极端变化的温度和振动的情况下在整个汽车使用寿命期间里可靠工作。来自汽车技术设备领域内的传感器的研发和批量生产的经验促进了最新的相关传感器创新的可靠性和耐用性。这些性能对用在日常装置就是说消费装置中的传感器也有好处。加速度传感器例如承受高达10000倍地心引力的加速载荷。

[0033] 关于在目前的现有技术中对应的加速度传感器所涉及的缺点，如下所述：

[0034] 在这里，只与微型化传感器比较，因为其它传感器的性能差了许多。常见的微型化加速度传感器的缺点如下：

[0035] 压电传感器：无法用压电加速度传感器测量恒定加速度如重力加速度。

[0036] MEMS：MEMS技术虽然可靠有益，尤其是大批量时，但是，需要高精度和昂贵的成套设备。MEMS通常具有在单独芯片上的独立电子元件。电子元件和纳米加速度传感器的集成虽可行，但复杂。

发明内容

[0037] 本发明提出以下任务，用低成本的简单传感器结构代替技术复杂的MEMS结构。因此，一方面考虑自组织化的纳米丝作为惯性质量和振动系统，另一方面，磁性粒子和其它磁阻层系作为探测器单元。

[0038] 因此，按照权利要求1的前序部分，本发明的主题是一种新的微型传感器，用于测量并求出物体、目标等的加速过程和减速过程，该微型传感器包括至少一个安置在弹簧件上且发散出场的惯性质量、至少一个对场强变化敏感的探测器以及一个指示单元，该微型传感器可随该物体、目标等一起运动。该微型传感器包括权利要求1的特征部分所述的特征。本发明尤其基于纳米丝和用于探测任务的MR探测器的组合。在本发明中，惯性质量由磁性材料构成，弹簧由纳米丝构成。为了确定惯性质量的位置，本发明利用了对惯性质量的漏磁场做出反应的磁阻探测器的阻抗变化。

[0039] 关于在加速度传感器领域的具体现有技术和与本发明的差别，提到US6131457A，其公开了按照常见的MEMS技术的加速度传感器的典型布局，就象以上已作为现有技术加以叙述的那样。

[0040] 按照该美国文献所采用的技术和本发明之间的非常主要且不能忽视的区别在于：

[0041] a)根据上述美国文献，其弹簧件明确地具有三维运动自由度，而按照本发明的弹簧件即纳米丝或在纳米丝自由端上的质量元件只有球体运动自由度，因而没有径向运动自由度，就只有两维运动自由度，这由测量元件按照本发明的崭新布局决定，[0042] b)按照该美国文献，完全明确无疑地必须有至少四个相互分开的探测器元件，而按照本发明，只在衬底上设置唯一一个呈磁阻薄层形式的探测器单元，

[0043] c)按照该美国文献所采用的探测器单元的制造方法截然不同于本发明所采用的制造方法。按照该美国文献，采用非常复杂的MEMS技术，其中必须在一个单独的平面上设置四个探测器，在与该平面间隔开的、实际上在第一平面上方悬空的且可沿z方向弯曲的另一个平面上，必须使多个舌片等在x方向和y方向上被当时加速或减速的质量带动运动，就是说，舌片运动在x方向、y方向和z方向即在所有三个空间方向上完成。

[0044] 按照该美国文献的四个舌片2c在功能上大致对应于本发明的纳米丝或单晶，而那里的销4基本上对应于在本发明纳米丝的端部的粒子质量3。在按照该美国文献所采用的MEMS技术中，如上所述，所述舌片安置到一个基本上悬空的平面上。

[0045] 还要强调，在MEMS技术中没有采用单晶或纳米丝的自组织化，就是说没有采用自生长，而在本发明中采用了这样的自组织化或者说自生长。但是，恰好是该自组织化允许得到本发明的全新理念，由此最终得到在a)和b)中提出的、在US 6131457A所述现有技术和本发明之间的很主要的区别。

[0046] 尽管如此，还是要指出，按照在此提出的美国文献的传感器只能按照微米级规模制造，而本发明的技术本身是按照纳米级实现的。

[0047] 另外，在这里要提到WO03/053851A2，该文献尤其按照其权利要求1和图12说明了一种借助微米丝测量弯曲力的装置，但该装置必然由压电材料制成。此时测量信号是由微米丝本身引起的电压。

[0048] 与本发明的不可忽视的实质区别如下所述：

[0049] 按照该国际申请，写明由过渡族金属氧化物构成明确是压电的纳米丝，而对于本发明的自生长纳米丝或单晶来说必须避免这样的材料，这是因为本发明的目标是由明确是电中性材料构成的纳米丝或单晶。

[0050] 按照该国际申请要采用的压电纳米丝的压电效应将对利用本发明装置的测量方法产生干扰，因而，预计实际上没有结果。

[0051] d)就是说，在上述的国际申请当中明确以压电方式进行探测，而按照本发明进行的是磁性变互作用的测量。

[0052] e)就是说，在上述国际申请中指明纳米丝本身起到探测器单元的作用，而本发明的装置以一个单独的唯一磁阻层系的探测器单元来工作，并且按照本发明，纳米丝在此意义上起到转接待测加速度或减速度的尽是被动的元件的作用。

[0053] 另外要提到WO 2005/038468A1，该文献描述一种原则上不同的加速度传感器变型，其通过探测发射电流来工作。

[0054] 最后还要提到的EP1203749A1描述一种用于在场力显微镜中或者或许在质谱计上测量力的装置。所述的结构本身绝对无法测量加速度或力。没有规定一种就象按照本发明那样促怎奈的集成结构。作为可能的附加探测器单元，在该文中提出了光学测量、利用电流测量的电子束和表面声波。

[0055] 就是说，按照上述两篇文献的装置和用其实施的测量方法的区别在于本发明的基础类型，其也具有其它着眼方向，例如如上所述地作为用于按照非接触工作模式的场力显微镜的传感器元件。

[0056] 根据权利要求2的规定，纳米丝是从探测器衬底中向上长出来的。自组织化被定义为用于形成结构的基础物理原理，其被定义为可逆过程，在此可逆过程中，已经存在的部分(例如分子)本身自动叠积成更复杂的结构或者图案[10]。一个典型的例子是由相应分子构成的纳米丝在气相沉积中自组织化，此时存在催化剂或者起催化作用的微粒。

[0057] 权利要求3指出一种在生长晶芽下方形成纳米丝的优选方式，晶芽本身最终形成在单晶末端上的漏磁场质量。

[0058] 权利要求4给出了纳米丝的优选部位，磁性涂层或者磁性纳米粒子设置在此部位，还给出了就获得尽量高的信号强度的意义上的优选材料。

[0059] 从权利要求5中知道了一种有利设置用来形成磁场探测层的材料。

[0060] 关于纳米丝的有利形成方法，参见权利要求6。

[0061] 关于磁性纳米粒子在单晶或纳米丝上的结合所涉及的内容，权利要求7给出了详细答复。

[0062] 权利要求8提出了用于在纳米丝上施加磁性涂层的优选技术。

[0063] 权利要求9给出了在本发明范围内优选的纳米丝材料。

[0064] 从权利要求10中知道了磁场探测层相对纳米丝结构的一种有利布局。

[0065] 权利要求11也涉及一种有利的新型加速度传感器的形状，确切地说涉及与磁场探测层相关的纳米丝结构和角度安置。

[0066] 从权利要求12和13中分别知道一种非常有效的、形成探测器衬底或者该衬底所携载的磁场探测层的方式以及带有磁性纳米粒子的“弹动”的纳米丝的结构。

[0067] 利用根据权利要求14的传感器，可以得到人们所期望的尽量高的信号强度和高精度，即便是在所有三个空间方向上都发生加速或减速时。

[0068] 附图说明以及具体实施方式

[0069] 结合附图来说明本发明：

[0070] 图1a-1c表示三个不同的、但基本上同类型的信号发生式加速度传感器，其具有按照本发明的简单结构，此外，上述附图还简单示出磁性元件与探测层通过漏磁场相互作用的、所依据的传感器原理，图2a-2e表示带有磁性纳米粒子和磁场探测层的单晶或纳米丝的不同相对布置结构，图3a-3c表示对于一维、两维和三维的加速过程和减速过程敏感的新型传感器的复杂实施例。

[0071] 图1a-1d示意表示本发明的主要组成元件以及本发明所依据的原理。纳米丝2起到可弯曲的弹簧的作用，其本身可以在纳米丝2和附在上面的磁性纳米粒子3的惯性质量的载荷下弯曲。此外，磁性纳米粒子3有利地固定在纳米丝2的上自由端22，但也可以沿纳米丝2的任何其它位置来固定。纳米丝2和磁性粒子3共同构成惯性质量tm。惯性质量tm的位置改变将通过由其发出的漏散场mf来测定。漏散场由用于制造纳米丝2和/或纳米粒子3的磁性材料所产生。磁性漏散场由磁阻探测器或者说这样一种探测器4测到，该探测器紧挨着纳米丝2。磁阻探测器4有利地借助薄层方法形成在衬底5上。

[0072] 如果惯性质量tm就是说纳米丝2和纳米粒子3的结合体的位置改变，则探测器4中的漏散场信号的强度也变化。变化强度取决于惯性质量tm和探测器4的相对运动方向。沿连接直线的间距变化产生最大的信号变化并且按照乘幂定律以2-3的幂数变化。由此，可以推导出对新型传感器的具体构造来说被优化的设计规则。

[0073] 图1a表示以一端21与衬底5或探测层4相连的且从探测层斜向上长出的单晶或纳米丝2是如何从一个随目标一起运动且涂有磁场探测层4的探测器衬底5中以锐角α向上突出的，单晶或纳米丝在其自由端22上载有产生永久漏磁场ms的纳米粒子3。

[0074] 如果例如出现了目标且进而衬底和探测层4向左加速运动，则在纳米丝2向右略微弯曲且进而磁性纳米粒子3也向右运动的情况下，该系统移入漏磁场的下方，这种轻微的但重现性强的运动在磁阻涂层4中造成其电阻的变化。电阻变化被探测单元7记录下来并且可能被放大，最终被继续传输给存储器单元、指示单元和/或输出单元8。

[0075] 新型加速度传感器1的特殊优点在于，其以最微型化的行驶存在并且优选本身能以其磁阻层4作为一个探测电子装置尤其是芯片的整体组成部分，这允许其纳米结构。

[0076] 图1b表示一种加速度传感器1，其具有斜向长出衬底5之外的且随后向上弯向垂线的纳米丝2，纳米丝带有磁性纳米粒子3，还用双箭头表示该传感器在加速或减速时的运动，在其中的加速运动时预期产生相对低的信号，按照图1c，设有一根从衬底5上陡然长出的纳米丝2，但是，该纳米丝朝向磁阻层4向下游弯曲，在加速时会产生相对高的或者说高的信号。

[0077] 图1d表示倾斜的单晶或纳米丝2，而在其端部没有单独的质量，不过它在那里配有磁性涂层3′。

[0078] 在附图标记在其它方面都一样的情况下，图2a-2e表示利用大致居中的磁场涂层4和垂直长出的纳米丝2、在垂直长出的纳米丝2的边缘上的上述涂层4、同样垂直向上伸出的但在留有间距a的情况下被磁阻层4包围的纳米丝2的测量原理和位置，还示出了以锐角α从衬底5向上伸出的纳米丝2，其以间距b位于磁场探测层4旁以及终点在磁场探测层4中。

[0079] 在附图标记在其它方面都一样的情况下，图3a表示大致带有沟槽51的衬底5，其中沟槽51的侧面52涂有磁场探测层4，从另一个在此不带探测层的侧面52，在此垂直地且大致平行于侧面51地伸长出带有纳米粒子3的纳米丝2，结果，得到了高度灵敏的、至少一维的加速度传感器1。

[0080] 在根据图3b的传感器1中，多个竖立的纳米丝2按照例如规则的排列从衬底5或者说其磁场探测层4中垂直伸长出，借此提供一个很灵敏两维加速度传感器。

[0081] 在根据图3c的传感器1中，衬底5形成有多个在这里是3个线性结构化布置的“隆起”55，在其最高点551的前面各自垂直伸出一根纳米丝2。现在，左侧的第一隆起55上没有其它纳米丝，而中央的隆起55形成有两个隆起侧面552和553，它们各自有垂直突出的纳米丝2，最后，右侧的隆起55只有一个从右侧侧面553伸出的带纳米粒子3的纳米丝2。

[0082] 图3c所示的传感器尤其适用于很有效地测量确定在所有空间三维上的加速过程和减速过程。

[0083] 补充上述实施例地还要注意以下方面：

[0084] 就是说，图1和2表示垂直伸出和倾斜伸出的纳米丝2的作用，此时假定探测器4的走向平行于薄层状衬底5的表面。倾斜伸出的纳米丝2具有垂直于探测器4的振荡分量，由此在一个震荡周期里产生漏散场分量的显著变化。图2a-2e表示纳米丝2连带磁性粒子3相对探测器4的一系列定位可能性。

[0085] 磁性粒子3可以由铁磁材料或顺磁材料制成。磁化的铁磁纳米粒子3固有产生漏磁场ms。为了加强漏磁场，可以附加一个外部的恒定均匀的磁场。这样的磁场对于顺磁或超顺磁粒子是可靠有利的或者说必需的。对于放置磁性纳米粒子3，按照本发明提出三种优选可行方案，在此要强调，完全存在其它可行方案：

[0086] 为了纳米丝2的生长，采用由铁磁材料或顺磁材料构成的晶芽，其最后落位在纳米丝2的尖上，本身能产生漏磁场ms。磁性材料可借助常见的平版印刷法和涂覆法被事后有目的地施加在纳米丝2上。此时的缺点在于所需要的附加工艺步骤。

[0087] 磁性粒子可以通过适当的结合点被附接在纳米丝或晶芽上。这例如能以溶液行驶完成：在外表面上具有特定结合点的溶解的磁性纳米粒子3在接触到纳米丝2或晶芽的表面时与之结合。典型的磁性粒子3的结合例如通过硫醇结合成晶芽的金表面。

[0088] 在衬底表面上制作磁阻探测器最好借助成膜方法和平版印刷技术来完成。为此优选较新的磁阻效应例如巨磁阻效应GMR和隧道磁阻效应TMR，因为它们提供高许多的信号振幅。

[0089] 根据纳米丝2和磁阻探测器4的定位和取向的不同，出现新型加速度传感器1的不同的维度。通过适当调整纳米丝2的生长条件和预定的衬底形貌5，不仅可以制作出一维敏感的加速度传感器1，而且可以制作出两维和三维敏感的加速度传感器1。按照本发明设置的、纳米丝2和磁探测器的组合体允许唯一地得到很符合期望的传感器设计。图3a-3c表示一维、二维和三维的传感器1的实施方案的例子。

[0090] 图3a中的状况表示一种一维传感器1的一个可能布置方式的例子。平行于纳米丝2的力没有作用，因为纳米丝2太硬。平行于探测层4的就时说朝向纸面的力没有提供信号变化，因为作用于传感器4的漏散场作用保持不变。垂直于探测层4的单独的运动和力用最大信号振幅来测量。

[0091] 如图3b所示，从探测层4垂直突出的纳米丝2可以在两维上运动。这意味着，只能确定在一个平面里的力。根据图3b的这样一个传感器是两维各向同性的。

[0092] 图3c表示其中一种可行的、但非常简单的三维传感器1的变型。在此，在所有三个空间方向上的所有力导致探测器做出响应。传感器1是非特定用于各方向的。不过，在任何一个方向上的每次加速会遇到一根对应的纳米丝2，其垂直于探测层4地运动并且由此能发出信号。

[0093] 应注意如下所述的本发明所涉及的优点：

[0094] 成本因素，该新型加速度传感器的制造包括简单的工艺步骤，与制造传统的这种传感器相比，这些工艺步骤的成本低廉了许多。因此，该新型产品具有重要的成本优势。

[0095] 传感器多样性，通过简单改变纳米丝的几何形状，可以无需改变制造工艺而目的明确地调整传感器性能，使之精确匹配于当时的任务。原则上的布局保持不变。特别是共振频率和频率特性可被预先调整，也可以相互组合。

[0096] 组合性，本发明的传感器可以简单地与其它电子元件或者传感器元件相组合。

[0097] 移动性，本发明适用于广阔的应用范围。技术实施结构非常小而轻，耗用少量电能，因而尤其注定用于装入电池驱动型仪器种。

[0098] 辐射强度，这些独立元件耐微粒和电子辐射。

[0099] 韧性，该新型传感器适用于压力传感器和旋转传感器之外的其它应用场合，因此开拓了新的应用领域。

[0100] 关于磁阻的文献：

[0101] [1]S.A.Wolfet al..Science 294.1488(2001)

[0102] [2]H.Brückl，M.Brzeska，D.Brinkmann，J.Schotter，G.Reiss，W.Schepper，P.B.Kamp，A.Becker， ″ Magnetoresistive logic and biochip ″，J.Magn.Magn.Mater.282，pp.219，2004.

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