據(jù)麥姆斯咨詢報道，石墨烯材料領(lǐng)先供應商Graphenea公司與英飛凌（Infineon Technologies）、WITec、亞琛工業(yè)大學（RWTH Aachen University）和Simune Atomistics等工業(yè)和學術(shù)界伙伴合作，宣布成功完成了NanoGraM項目，該項目專注于基于石墨烯的NEMS / MEMS（納米/微機電）器件研究。NanoGraM項目為未來的潛在應用重點關(guān)注的三類特定器件包括：石墨烯麥克風、石墨烯膜壓力傳感器和石墨烯膜霍爾傳感器。

這些石墨烯器件的目標市場包括便攜式電子產(chǎn)品（智能手機、筆記本電腦）、汽車、工業(yè)以及智能家居等。

MEMS麥克風芯片全球主要供應商英飛凌，在其申請的一篇專利中介紹了這種應用石墨烯膜的MEMS麥克風/揚聲器。

頂部包括石墨烯薄膜的MEMS麥克風設(shè)計

傳統(tǒng)MSMS麥克風/微型揚聲器通常以硅技術(shù)進行制造。硅微加工的麥克風包括在聲場中移動的柔性薄膜以及被稱作背板的靜態(tài)穿孔電極的電容換能器。在壓力過度的情況下，該薄膜會經(jīng)受到高達10bar的壓力差。在該情況下，通常的薄膜會由于其斷裂強度過低而失效。

為了解決硅麥克風薄膜中的壓力過度的問題，可在麥克風前部插入阻尼墊圈，然而這會引入額外的不期望出現(xiàn)的噪聲，此外，還可能增加麥克風的前部體積。解決壓力過度問題的另外的可能方式是經(jīng)由彈簧支撐的薄膜或者通過提供排氣通道來提供透氣，不過，這需要特殊的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)的低應力梯度。

石墨烯的機械特性對于生產(chǎn)非常高柔度和大斷裂強度的麥克風薄膜而言是有利的，由此允許設(shè)計相對任何大行程位移均具有魯棒性的高靈敏度麥克風。另一方面，微型揚聲器可以從高柔度所獲得的益處在于，可以減少用于獲得高行程的驅(qū)動電壓，同時高的斷裂強度降低了故 障風險并且實現(xiàn)了高耐久性?？梢酝ㄟ^形成兩個或更多單層石墨烯膜的疊層，而增大石墨烯薄膜的強度。

從下表石墨烯與硅進行比較時的機械屬性的表格可以看出，在楊氏模量、斷裂強度、泊松比（Poisson ratio）和密度方面，石墨烯勝過硅。因此，出于以上原因，在以MEMS技術(shù)實現(xiàn)麥克風/微型揚聲器時使用石墨烯作為薄膜材料是有利的。

石墨烯麥克風展現(xiàn)出了超高的靈敏度，以及覆蓋從音頻到超聲波頻段的運行頻譜，這可以帶來很多新穎的功能。

對于壓力傳感器和霍爾傳感器，應用石墨烯材料的預期優(yōu)勢包括更高的靈敏度（高達100倍）、堅固性（高達5倍）、增強的信噪比以及避免工藝中的有害材料等。

石墨烯NEMS/MEMS傳感器結(jié)合硅技術(shù)將實現(xiàn)新的智能系統(tǒng)，增強人類的福祉、食品安全、交通安全、污染監(jiān)控以及國土安全。這項研究作為NanoGraM項目的一部分，為工業(yè)NEMS/MEMS制造商和參與的中小企業(yè)帶來了決定性的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

Graphenea作為石墨烯供應商，通過開發(fā)在NEMS/MEMS器件的空腔和開孔上懸浮CVD單層和多層石墨烯的半干（semi-dry）轉(zhuǎn)移工藝來支持該項目的研究。Graphenea的工藝可使石墨烯層成功地懸浮在直徑達500微米的開孔上。這一系列研究幫助Graphenea推出了一類新產(chǎn)品：在腔體上懸浮的單層石墨烯。

懸浮在腔體上的單層石墨烯

該項目提交了三份專利申請和至少七篇科學論文出版，還有更多研究成果正在整理發(fā)布中。除了制造之外，大面積石墨烯膜的表征也被提升到了新的高度。

該項目持續(xù)了3年，由德國（BMBF）和西班牙巴斯克自治區(qū)共同資助，項目總金額約為196萬歐元。