d31模式四悬臂梁压电MEMS加速度计

针对高灵敏度无源加速度计的集成制造需求,提出一种d₃₁工作模式下四悬臂梁集成拾振微球的MEMS压电加速度计敏感结构。建立动力学振动和拾振理论模型,并使用COMSOL 5.0软件对传感器件结构进行建模仿真,通过优化确定满足拾振条件的微器件几何尺寸和结构。利用溶胶凝胶方法实现硅基高品质PZT压电薄膜的异质集成制造,使用MEMS工艺制造微器件并完成传感器的集成和组装。测试结果表明：该加速度计的输入加速度与输出电压的关系为V=1.881a-0.033,电压灵敏度在1 152 Hz时达到13.8 mV/g,表现出良好的灵敏度、线性度和抗干扰能力;新方法具有正确性和工艺方法的可行性,为高性能加速度传感器件提供了一种新的技术途径。     

纸基碳纳米管薄膜/叉指结构的超灵敏宽量程压力传感器（英文）

柔性压力传感器因其在可穿戴设备和人机交互界面中的潜在应用而备受关注.特别是在实际应用中,人们对具有高灵敏度、宽测量范围和低成本的压力传感器有很大需求.基于此,我们研制出了一种测量范围宽的超灵敏压力传感器.该传感器是以碳纳米管(CNT)均匀溶液直接喷在纸表面作为敏感材料,用光刻技术制成的叉指电极为结构.由于CNT大的比表面积、纸的多孔结构以及CNT与叉指电极有效接触的协同作用,压力传感器实现了从0到140 kPa的宽测量范围,并在15,000个测试周期内表现出良好的稳定性.对于纸基碳纳米管薄膜/叉指状结构(PCI)压力传感器,敏感材料与叉指电极之间的连接区域在较小的压力范围内占主导地位,而敏感材料的内部变化在大的压力区域起主导作用.此外PCI压力传感器不仅具有2.72 kPa-1(直到35 kPa)的高灵敏度,还可以检测小重量,如一颗绿豆(约8 Pa).当压力传感器贴附到人体表面时,可以监测生理信号,如手腕运动、脉搏跳动和语音识别.此外,压力传感器的阵列能够识别空间压力分布,有望实际应用于人机交互界面.     

基于压电力显微镜的铌酸锂电畴稳定性研究

研究了Z切700 nm厚的单晶铌酸锂(LiNbO₃)薄膜电畴的调控方法。利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对单晶LiNbO₃薄膜的晶向和形貌进行了表征,并通过外加电场对单晶LiNbO₃薄膜电畴进行调控。研究结果表明,该LiNbO₃薄膜具有单一的(006)衍射峰,表面光滑、粗糙度低(均方根粗糙度小于1 nm)。通过外加电场和预设电畴图案对LiNbO₃电畴进行精准调控,并测试了电畴稳定性。测试结果显示,调控后的电畴在温度为25~150℃内处于稳定状态,且在30 d内保持稳定,未发生弛豫现象。该研究为LiNbO₃电畴工程器件的研发和应用提供了重要的技术支撑。     

前驱体溶剂对铅基反铁电厚膜介电性能的影响

采用sol-gel工艺制备了Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了不同前驱体溶剂(乙酸和乙二醇乙醚)对反铁电厚膜介电性能的影响。结果表明:由乙二醇乙醚作为前驱体溶剂制备的反铁电厚膜材料,在室温下反铁电态稳定,其AFE-FE相的相变电场强度为184.05×103V/cm,FE-AFE相的相变电场强度为68.24×103V/cm,饱和极化强度为88.8×10-6C/cm2。     

硅基(Pb,La)(Zr,Ti)O_3反铁电厚膜的制备及介电性能

采用溶胶–凝胶工艺制备了具有高度(100)择优取向的(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜(厚约2.2μm)。研究了该反铁电厚膜在不同温度下的电场诱导相变效应和不同电场强度下的温度诱导相变效应。结果表明:(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜在室温下处于反铁电态;随着温度升高,厚膜的相变开关电场强度逐渐降低,反铁电态越来越不稳定,当温度高于132℃且电场强度为0 kV/cm时,厚膜处于顺电态;随着外加电场强度的增大,厚膜的AFE(反铁电态)-FE(铁电态)相变温度向低温方向漂移,当电场强度大于164 kV/cm时,厚膜在室温下已处于铁电态。     

太阳能集热器性能的粗略估算

通过对太阳能热水器的概述,就太阳能集热器性能的估算进行了探讨,给出了集热器的性能方程式,并对其性能系数的确定作了分析,得出所取的集热器性能系数的精度越高,估算结果越精确的结论。     

多步退火对(Pb,La)(Zr,Ti)O_3反铁电厚膜的影响

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了单步和多步退火工艺对反铁电厚膜结构及电学性能的影响。结果表明:与传统的单步退火方式相比,多步退火工艺制备的反铁电厚膜材料晶粒尺寸较大,结构致密性好,室温下反铁电态更稳定,具有良好的择优取向度(100)、较高的介电常数(达529)和饱和极化强度(达42μC/cm2)。其反铁电-铁电和铁电-反铁电的相变电场强度分别为198和89 kV/cm,反铁电-铁电相变电流密度达2×10-5 A/cm2,多次退火工艺可提高反铁电厚膜的成膜质量。     

复合微能源采集器研究进展及其应用

微能源采集技术是一门新兴的能源技术,受到国内外学者的广泛关注.近年来,随着电子产品功耗的逐步降低,采集环境能源为这些电子产品供电是解决目前电池供电持久性差、环境污染等难题的最佳方式.根据其工作原理的不同采集器可分为电磁式发电机、压电纳米发电机、摩擦纳米发电机等几类.单一换能机制的器件受制于其转换效率,无法实现对能量的最大转换.复合式发电机通过不同换能方式的一体化高度集成,实现对输出性能的提升,具有良好的应用前景.本文综述了近年来不同类型复合式发电机的研究现状,阐述了其工作原理及实际应用,对研究复合式微能源采集器具有一定参考价值.