多副梁微型壓電能量采集器的研究.pdf

1、自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著微納米加工技術(shù)的發(fā)展，微型器件大量涌現(xiàn)出來(lái)。隨著各界學(xué)者研究的深入，利用壓電材料進(jìn)行能量采集的技術(shù)得到了高度的重視，逐漸形成了一個(gè)重要的研究領(lǐng)域并且得到迅速發(fā)展。利用壓電能量采集為微型器件供能的關(guān)鍵技術(shù)在于如何保證壓電能量采集器微型化的基礎(chǔ)之上提高電力的輸出，并且將成本降到最低。不同的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)能量采集器的性能產(chǎn)生重大的影響，于是需找新型結(jié)構(gòu)來(lái)提高壓電能量采集器的性能成為各界學(xué)者研究的焦點(diǎn)之一。
　　本文以P

2、b(Zr0.53Ti0.47) O3(PZT)薄膜多副梁微型壓電能量采集器為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出一種多副梁的新型結(jié)構(gòu)。利用ABAQUS6.5軟件對(duì)多副梁微型壓電能量采集器進(jìn)行模態(tài)仿真分析;采用溶膠-凝膠法制備在Si/SiO2/Ti/Pt基底上制備PZT薄膜，并對(duì)PZT薄膜的各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試;制作了單懸臂梁和多副梁兩種結(jié)構(gòu)的微型壓電能量采集器，并對(duì)兩種微型壓電能量采集器的輸出特性進(jìn)行了測(cè)試。
　　通過(guò)X射線衍射(XRD)分析可知在燒制過(guò)

3、程中PZT濕膜完全轉(zhuǎn)變?yōu)殁}鈦礦組織;利用原子力顯微鏡(AFM)測(cè)試了壓電薄膜的表面形貌，PZT薄膜晶粒的平均直徑為84.11nm，平均高度僅為2.45nm;利用四探針半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)試了PZT薄膜的漏電流，在0～30V外加電壓作用下，PZT薄膜的漏電流非常微弱，在最高值也未超過(guò)4.00E-9A;利用LCR測(cè)試儀測(cè)試了壓電薄膜的介電性能，在50～104Hz頻率范圍內(nèi)，電容值始終維持在14nF～16nF之間，介電損耗從未超過(guò)總能量的5％，