納米機電繼電器，是電致動的開關，其在內置納米使用規模的半導體制造技術。它們被設計為替代傳統半導體邏輯或與傳統半導體邏輯結合使用。NEM繼電器的機械特性使它們的開關速度比固態繼電器慢得多，但它們具有許多有利的特性，例如零電流泄漏和低功耗，這使其有可能在下一代計算中使用。

典型的NEM繼電器需要數十伏的電勢才能“拉入”，并具有數千兆歐的接觸電阻。用鉑涂覆接觸表面可以將可實現的接觸電阻降低至3kΩ。與晶體管相比，NEM繼電器的開關速度相對較慢，約為納秒。

NEM繼電器可以制成兩個、三個或四個端子配置。三端子繼電器由源極（輸入）、漏極（輸出）和柵極（驅動端子）組成。懸臂梁連接到源極，該懸臂梁可以彎曲成與漏極接觸，以進行電連接。當在梁和柵極之間施加很大的電壓差，并且靜電力克服了梁的彈力，足以使其彎曲成與漏極接觸時，該設備將“拉入”并形成電連接。在關閉位置、源極和漏極之間被氣隙隔開。這種物理隔離使NEM繼電器的電流為零泄漏，以及非常尖銳的開/關轉換。

電場的非線性特性以及電子束和漏極之間的粘附力導致該器件在低于其拉入電壓的電壓下“拉出”并失去連接。這種磁滯效應意味著在拉入之間存在電壓電壓，以及無論初始狀態如何都不會改變繼電器狀態的拉出電壓。在需要將信息存儲在電路中的應用中（例如在靜態隨機存取存儲器中），此屬性非常有用。

納米機電繼電器通常使用微機電系統（MEMS）的典型表面微加工技術制造。通過首先在硅晶片上沉積兩層或更多層材料來構造橫向致動繼電器。對上部結構層進行光刻圖案化，以形成最上部材料的隔離的塊。然后有選擇地蝕刻掉下面的層，從而留下薄的結構（例如繼電器的光束），該結構懸在晶片上方，并且可以自由地橫向彎曲。此過程中使用的一組常用材料是多晶硅作為上結構層、二氧化硅是犧牲下層。

納米機電繼電器可以使用后端兼容工藝制造，從而可以在CMOS之上構建。該屬性允許使用NEM繼電器來顯著減小某些電路的面積。例如，CMOS-NEM中繼混合逆變器占0.03 μm?²，是45 nm CMOS逆變器面積的三分之一。

由于晶體管泄漏，CMOS邏輯的理論效率受到限制。該效率壁壘最終阻止了功率受限應用中計算能力的持續提高。盡管納米機電繼電器具有明顯的開關延遲，但與其他繼電器相比，它們的體積小且開關速度快，這意味著利用NEM繼電器進行機械計算可證明是典型的基于CMOS的集成電路的可行替代品，并打破了CMOS效率壁壘。

納米機電繼電器的機械開關速度比固態晶體管進行電開關的速度慢約1000倍。盡管這使使用NEM繼電器進行計算成為一個巨大的挑戰，但它們的低電阻將允許許多納米機電繼電器鏈接在一起并一次切換所有開關，從而執行一次大型計算。另一方面，晶體管邏輯必須以較小的周期實現這是因為它們的高電阻使得許多晶體管不能在保持信號完整性的同時鏈接在一起。因此，有可能使用NEM繼電器創建機械計算機，該計算機以比CMOS邏輯低得多的時鐘速度運行，但在每個周期內執行更大、更復雜的計算。這將允許基于NEM繼電器的邏輯執行與當前CMOS邏輯相當的標準。

有許多應用程序，例如在汽車、航空航天或地熱勘探行業中，擁有可以在非常高的溫度下運行的微控制器將是有益的。但是，在高溫下，典型微控制器中使用的半導體會因為制造材料的電性能下降而開始失效，并且晶體管不再起作用。納米機電繼電器不依賴于材料的電氣特性來致動，因此使用納米機電繼電器的機械計算機將能夠在這種條件下運行。NEM繼電器已在高達500°C的溫度下成功測試，但理論上可以承受更高的溫度。

零泄漏電流，低能耗以及能夠在NEM繼電器的CMOS特性之上分層的能力使其成為在現場可編程門陣列（FPGA）中用作路由開關的有希望的候選者。與典型的基于22nm?CMOS的FPGA?相比，利用NEM繼電器替換每個路由開關及其相應的靜態隨機存取存儲模塊的FPGA?可以顯著減少編程延遲，功耗和芯片面積。面積的減少主要是由于可以在FPGA的CMOS層之上構建NEM中繼路由層。