Effects of precursor solution concentration on dielectric properties of （Pb,La） （Zr,Ti）O3 antiferroelectric thick films by sol-gel processing

Pb0.97 La0.02 Zr0.95 Ti0.05 O3 （PLZT） antiferroelectric thick films derived from different precursor solution concentrations are prepared on platinized silicon substrates by sol-gel processing.The films present polycrystalline perovskite structure with a （100） preferred orientation by X-ray diffraction （XRD） analysis.The antiferroelectricity of the films is confirmed by the double hysteresis behaviors of polarization and double-bufferfly response of dielectric constant under the applied electrical field.Antiferroelectric properties and dielectric constant are improved while the polarization characteristic values are reduced with the increase of precursor solution concentration.The films at higher precursor solution concentration exhibit excellent dielectric properties.     

基于压电效应的MEMS振动式微能源器件

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。     

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。     

MEMS红外光源可调制驱动电路设计

针对MEMS红外光源的驱动控制问题,提出了一种基于FPGA和稳压集成电路ADP3336的可调制驱动系统。通过对MEMS红外光源的辐射光谱和驱动特性研究,确定基于可调脉冲方波的直接驱动控制方式;采用FPGA对数字脉冲信号进行占空比和频率的复合调制;采用ADP3336对光源精密稳压驱动,使驱动电压偏差不大于0.1 V,驱动效率达80.1%。该驱动电路实现了对MEMS红外光源大功率、高精度、高效率供能驱动以及深度调制,为这种新型红外光源器件的应用提供了技术基础。     

温度场和电场调控硅基反铁电厚膜相变电流特性研究

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备了高(100)取向生长、表面平整且结构致密的(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜,研究了温度场和电场对(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜电学性能的影响。实验结果表明反铁电厚膜在温度场和电场作用下发生反铁电相、铁电相和顺电相的相互转变,随外加电场增加,反铁电-铁电相变温度逐渐减小,介电常数峰值由2410减小到662,相变电流密度值由2.21×10-7A/cm2增大到8.52×10-7 A/cm2;随外加温度场增加,反铁电-铁电相变电场强度逐渐减小,饱和极化强度由39μC/cm2减小到31μC/cm2,相变电流密度值由2.89×10-5 A/cm2减小到8.8×10-6 A/cm2,温度场和电场可实现对反铁电厚膜相变电流效应的有效调控。     

MEMS红外光源研究及其应用

首先介绍了红外光源的类型,从波长范围、调制频率、输出功率以及制作成本等方面比较了三种不同类型红外光源的优缺点。分析了基于微机电系统(MEMS)加工技术的红外光源工作原理和类型。系统综述了MEMS红外光源的国内外研究现状,包括不同辐射层材料和不同结构的MEMS红外光源。详细描述了MEMS红外光源在红外气体传感器、目标识别装置、红外通信装置中的应用。讨论了其在结构设计和加工过程中存在的高辐射率发光材料的制作、红外光源薄膜热应力的释放以及机械强度低等技术瓶颈问题,并简单展望了MEMS红外光源的未来发展趋势。