多副梁微型壓電能量采集器的研究.pdf

1、自進入21世紀以來，隨著微納米加工技術的發(fā)展，微型器件大量涌現(xiàn)出來。隨著各界學者研究的深入，利用壓電材料進行能量采集的技術得到了高度的重視，逐漸形成了一個重要的研究領域并且得到迅速發(fā)展。利用壓電能量采集為微型器件供能的關鍵技術在于如何保證壓電能量采集器微型化的基礎之上提高電力的輸出，并且將成本降到最低。不同的結構會對能量采集器的性能產生重大的影響，于是需找新型結構來提高壓電能量采集器的性能成為各界學者研究的焦點之一。
　　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象，設計出一種多副梁的新型結構。利用ABAQUS6.5軟件對多副梁微型壓電能量采集器進行模態(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PZT薄膜的各項性能進行測試;制作了單懸臂梁和多副梁兩種結構的微型壓電能量采集器，并對兩種微型壓電能量采集器的輸出特性進行了測試。
　　通過X射線衍射(XRD)分析可知在燒制過

3、程中PZT濕膜完全轉變?yōu)殁}鈦礦組織;利用原子力顯微鏡(AFM)測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;利用四探針半導體參數(shù)測量儀測試了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4.00E-9A;利用LCR測試儀測試了壓電薄膜的介電性能，在50～104Hz頻率范圍內，電容值始終維持在14nF～16nF之間，介電損耗從未超過總能量的5％，