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低频响应MEMS压电式微型振动发电机
  • ISSN号:1671-4776
  • 期刊名称:《微纳电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051, [2]中北大学计算机与控制工程学院,太原030051, [3]中北大学电子测试技术重点实验室,太原030051
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51422510,51175483,61401406); 中国教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET)
中文摘要:

利用溶胶-凝胶工艺实现均匀致密压电(PZT)膜与Pt/Ti/SiO2/Si/SiO2晶片良好异质集成制造,结合湿法腐蚀、干法刻蚀、磁控溅射、光刻和剥离等MEMS加工工艺制造了一种"单中心质量块-8悬臂梁"结构的压电式微型振动发电机,实现了振动能向电能的转换。测试结果表明:在谐振频率16 Hz、加速度激励3 g、16个压电敏感单元相串联条件下,器件开路输出交流电压峰峰值最大,为166.40 mV;当加载1.20 MΩ负载时,输出功率最大,为0.73 nW,单位体积的输出功率为37.27 nW/cm3,压电敏感单元有效单位面积下的输出功率为0.26 nW/cm2。

英文摘要:

The fine heterogeneous integrated fabrication of the uniform and dense piezoelectric(PZT)film on Pt/Ti/SiO2/Si/SiO2 wafer was realized by the sol-gel process.And the piezoelectric micro-vibration generator was fabricated in the structure of "one center mass and eight microcantilevers" with MEMS machining methods,such as the wet etching,dry etching,magnetron sputtering,lithography and lift-off technology,accomplishing the energy transformation from the vibrational energy to the electrical energy.The experimental results show that the designed device can produce the maximum open circuit output AC peak voltage of 166.4 mV with the acceleration excitation of 3 gat the 1st-order resonant frequency of 16 Hz and 16 piezoelectric sensitive units in series.In addition,the output power can reach the maximum value of 0.73 nW at the suitable resistance load of 1.20 MΩ,and the output power per volume is 37.27 nW/cm3 and per effective area of the PZT cell is 0.26 nW/cm2.

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期刊信息
  • 《微纳电子技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 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十三研究所
  • 主编:李和委
  • 地址:石家庄市179信箱46分箱
  • 邮编:050002
  • 邮箱:wndz@vip.sina.com
  • 电话:0311-87091487
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4776
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1314/TN
  • 邮发代号:18-60
  • 获奖情况:
  • 2002-2003和2003-2004年度,均获信息产业部电子科...,2005-2006年度获信息产业部电子科技期刊学术技术...,中国学术期刊执行(光盘版)检索与评价数据规范优...,2007-2008年度又荣获工业和信息化部电子科技期刊...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3327