Nghiên cứu gần đây của thạc sĩ Nguyễn Minh Dũng, thành viên COVYS, nghiên cứu sinh chuyên ngành Cơ-Điện tử, trường Đại Học Tokyo đã đưa ra một phương pháp mới có thể đo được độ biến đổi rất nhỏ (0.1 Pa) của áp suất khí quyển. Như chúng ta đã biết, áp suất khí quyển (khí áp) là áp lực được tạo ra do khối lượng của không khí. Môi trường chúng ta đang sống hàng ngày có khí áp vào khoảng 0.1 MPa (tương ứng với 1 atm). Ở độ cao 1 m so với mặt đất, khí áp giảm xuống một khoảng 10 Pa. Như vậy, theo như tính toán như trên, phương pháp mới đề ra có thể đo được độ biến đổi độ cao rất nhỏ, tương ứng vơi 1 cm.

Figure 1: Cấu trúc và biến đổi của cảm biến dưới sự biến đổi khí áp

Trong những nghiên cứu trước đây về cảm biến đo khí áp, phương pháp thường được dùng là thiết kế một màng (diaphragm) nằm trên một khoang chân không (vacumm sealed cavity), và đo độ biến đổi của điện dung (capacitance) của cảm biến. Điện dung ở đây là điện dung tạo ra giữa màng và một tấm điện cực phía dưới. Ngoài giá thành đắt (do các bước làm nên một chip cảm biến tương đối phức tạp), độ biến đổi nhỏ nhất có thể đo được từ trước đển nay với phương pháp này chỉ đạt mức 10 Pa. Nguyên nhân thứ nhất là khi đo bằng điện dung, nhiễu sẽ rât lớn (một ví dụ đơn giản là khi tay người tiến gần đến cảm biến thì cũng làm thay đổi điện dung vì bản thân con người cũng tích điện). Thứ hai đó là do hạn chế của quy trình chế tạo, màng được làm ra khá dày (cỡ vài μm) và cứng , do đó nó chỉ phản ứng với những biến đổi khí áp lớn (cỡ 10 Pa như đã nói ở trên).

Trong nghiên cứu của anh Nguyễn Minh Dũng, cảm biến có cấu trúc rất đơn giản với một miếng lá siêu nhỏ (200 μm × 160 μm) và mỏng (300 nm) được đặt trên miệng của một khoang hở (cavity) (Figure 1). Miếng lá được thiết kế và chế tạo nhờ ứng dụng của công nghệ MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), và có đặc điểm là có điện trở biến đổi khi miếng lá bị cong. Do miếng lá rất mỏng và chỉ được đỡ bởi 2 chân nhỏ nên nó rất dẻo và nhạy với những biến đổi nhỏ của khí áp. Điểm mấu chốt nữa ở đây đó là kẽ hở tạo ra giữa miếng lá và thành miệng khoang rất nhỏ (cỡ 10 μm), làm cho miếng lá bị cong ngay cả khi khí áp thay đổi một lương nhỏ (~0.1 Pa). Một số ưu điểm khác có thể kể ra đó là cảm biến có giá thành rẻ (do cấu trúc đơn giản, không cần tạo khoang chân không và mạch tích hợp phức tạp), độ tiêu thụ điện nhỏ và chịu bền tốt.

Với các đặc tính ưu việt như cấu trúc đơn giản, giá thành rẻ mà độ nhạy cao, thiết bị cảm biến được đề ra ở trên có thể được ứng dụng nhiều trong đời sống, ví dụ như thiết bị hoa tiêu cho xe ô tô (car navigation), các thiết bị đo chỉ số hoạt động cơ thể như máy đếm bước đi bộ hay máy đo calory tiêu thụ trong ngày, microphone, máy đo mạch đập trong y tế, các thiết bị an ninh (đo biến đổi áp suất khi trộm đột nhập vào phòng hay khi mở két …) , v.v…