カンチレバー
カンチレバー(英語: cantilever)は、一端が固定端、他端が自由端とされた構造体(特に梁)である。
オートバイのスイングアーム式リヤサスペンションの一種として、スイングアームにばねを伸縮させるカンチレバーを設けた形式がある。本来のカンチレバーを設けたスイングアームは側面から見るとL字型となるが、構造上は片持ち梁ではない三角形の構造をしたものもカンチレバーと呼ばれる。
微小電気機械システム (MEMS)の分野で最も遍在する構造であるが MEMSカンチレバーの初期の例は、Resonistor 、電気機械式モノリシック共振器である。 MEMSカンチレバーは、一般に、 シリコン (Si)、 窒化シリコン (Si3N4 )、またはポリマーから製造される 。製造プロセスは通常、片持ち構造を解放するために異方性の湿式または乾式エッチング技術を用いて、アンダーカットすることもある。カンチレバートランスデューサがなければ原子間力顕微鏡は使用不可能であるため、多数の研究グループが医療診断用途のためのバイオセンサーとしてカンチレバーアレイを開発することを試みている。MEMSカンチレバーもまた、 無線周波数フィルタおよび共振器としての用途が見出されており、一般にユニモルフまたはバイモルフとして作られる。
MEMSカンチレバーの動作を理解するには、2つの方程式が重要である。 1つ目はStoneyの公式で 、片持ち梁のたわみ δと印加応力σを関連付ける。
δ = 3 σ ( 1 − ν ) E L 2 t 2 {\displaystyle \delta ={\frac {3\sigma \left(1-\nu \right)}{E}}{\frac {L^{2}}{t^{2}}}}
ここで、 ν {\displaystyle \nu } =ポアソン比 、 E {\displaystyle E} =ヤング率 、 L {\displaystyle L} =ビームの長さ、 t {\displaystyle t} =カンチレバーの厚さである。