ELECTRO-THERMALLY ACTUATED MECHANICAL SWITCHING DEVICE AND THE MEMORY DEVICE USING THE SAME

• Main Authors: CHOI PAN KYU, LEE YONG BOK, YOON JUN BO, KIM SUBON, KIM SUHYUN
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 25.01.2022
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SWITCHES; ELECTRICITY; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES; INFORMATION STORAGE; PHYSICS; RELAYS; SELECTORS; STATIC STORES

A switching device in accordance with the present invention includes a first electrode and a second electrode, wherein the second electrode includes a body part and a cantilever connected to the body part. In addition, one end of the cantilever comes into contact with the first electrode by an electrostatic force generated by a voltage applied to the first electrode and the second electrode, and the one end of the cantilever is separated from the first electrode due to the heat generated by a voltage applied to both ends of the body part. In addition, the second electrode may include a 2-1^th electrode, a 2-2^th electrode, and an engineered beam connected therebetween. The engineered beam comes into contact with the first electrode on the basis of thermal expansion due to the heat generated by a current flowing between the body part of the 2-1^th electrode and the body part of the 2-2^th electrode, or the engineered beam is separated from the first electrode on the basis of thermal expansion due to the heat generated by a current flowing through both ends of the body parts of the 2-1^th electrode and the 2-2^th electrode. According to the present invention, high reliability, a low operation voltage, and a high-speed operation are possible through a nano electro-thermal actuation method with ultralow power and high-speed thermal expansion. 본 발명에 따른 스위치 소자는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극은 바디부 및 상기 바디부에 연결된 캔틸레버를 포함한다. 그리고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전기력에 의하여 상기 캔틸레버의 일단이 상기 제1 전극과 접촉하거나, 바디부의 양단에 인가되는 전압에 의해 발생하는 열에 의하여 캔틸레버의 일단이 상기 제1 전극으로부터 분리된다. 또한, 제2 전극은 제2-1 전극, 제2-2 전극 및, 그 사이에 연결된 엔지니어드 빔을 포함할 수 있다. 제2-1 전극의 바디부와 제2-2 전극의 바디부 사이에 흐르는 전류에 의하여 발생하는 열에 따른 열팽창에 기초하여, 엔지니어드 빔이 상기 제1 전극과 접촉하거나, 제2-1 전극 및 제2-2 전극의 바디부의 양단에 흐르는 전류에 의하여 발생하는 열에 따른 열팽창에 기초하여, 엔지니어드 빔이 상기 제1 전극으로부터 분리된다. 본 발명에 따르면, 초저전력, 고속 열팽창이 가능한 나노 전열 구동 방식을 통해 높은 신뢰성, 낮은 동작 전압을 가지며, 고속 동작이 가능해진다.