基于压电效应的MEMS振动式微能源器件

作者：陈婷婷; 关新锋; 杨杰; 郭涛; 丑修建

来源：微纳电子技术, 2014, 51(02): 110-114.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2014.02.008

• 微机电系统(MEMS)
• 振动
• 压电转换
• 微能源
• 输出电压

设计了一种硅基压电功能材料的四悬臂梁-中心质量块结构MEMS振动式微能源器件,可将环境振动能量有效转化为电能。采用溶胶-凝胶法制备硅基锆钛酸铅(PbZr0.53Ti0.47O3,PZT)压电功能薄膜,经干/湿法刻蚀和溅射沉积等MEMS工艺实现器件功能结构的制备。研制的器件整体结构尺寸为7 000μm×7 000μm×300μm,单个PZT压电单元面积为0.149 6 mm2。将悬臂梁上4个压电单元串联以实现输出最大化,测试结果表明,器件的谐振频率为300 Hz,适于低频振动环境;输出电压在一定范围内随加速度增加而增大;在加速度为10 g时压电单元单位面积输出电压达1.19 mV/mm2。

• 单位
  航天恒星科技有限公司; 中北大学