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全叉指电极d_33模式压电悬臂梁俘能器研究
  • ISSN号:1000-9787
  • 期刊名称:《传感器与微系统》
  • 时间:0
  • 分类:TN384[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学电子科学与技术学院,辽宁大连116023, [2]辽宁省集成电路重点实验室,辽宁大连116023, [3]大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61340052)
中文摘要:

为了克服表面叉指电极d33模式微机电系统(MEMS)悬臂梁振动俘能器中存在的压电材料极化不完全、存在弯曲电场等问题,提出了一种电极贯穿于整个压电层的全d33模式MEMS悬臂梁振动俘能器。根据机电耦合模型,分析了电极尺寸与材料厚度对压电俘能器输出功率的影响。优化结果表明:当硅基底厚度为20μm、电极宽度1μm时,电极间距最优范围为25~75μm,PZT材料最优厚度为7μm,归一化后得到功率密度为34.5 m Wcm-3g-2n。通过在表面叉指电极d33模式俘能器的基础上增加电镀电极工艺,设计了不锈钢基底的全d33模式MEMS俘能器的工艺流程,完成了部分单元工艺。

英文摘要:

A complete d33 mode piezoelectric micro-electro-mechanical system( MEMS) cantilever energy harvester with interdigital electrode running through piezoelectric layer rather than on surface is proposed. The influence of electrode size and material thickness on the output power is analyzed based on electromechanical model. Optimization results show that when the thickness of the silicon substrate is 20 μm and electrode width is1 μm,the optimal thickness of piezoelectric materials is 7 μm and optimal electrode spacing ranged of 25~ 75 μm,power density is 34. 5 m Wcm- 3g- 2nafter normalization. The fabrication process is designed by adding electrode plating procedures to common d33 mode energy harvester and unit processes are completed.

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期刊信息
  • 《传感器与微系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
  • 主编:吴亚林
  • 地址:哈尔滨市南岗区一曼街29号四十九所
  • 邮编:150001
  • 邮箱:st_chinasensor@126.com
  • 电话:0451-82510965
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1537/TN
  • 邮发代号:14-203
  • 获奖情况:
  • 获全国优秀科技期刊三等奖,获1996年度黑龙江省科技期刊评比,优秀科技期刊壹等奖,获《CAJ-CD》执行优秀奖,获信息产业部2001-2002年度电子科技期刊规范化奖,获信息产业部2003-2004年度优秀电子科技期刊奖,获信息产业部2005-2006年度优秀电子科技期刊奖,获工业和信息化部2007-2008年度电子精品科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:10819