17 feb. 1999
1 minuut
Een multidisciplinair team van Amerikaanse universiteiten en laboratoria heeft piëzo-elektrische films vervaardigd met grensverleggende eigenschappen. Deze films zouden bijzonder geschikt zijn voor het ‘sprokkelen’ van energie en voor toepassing in micro-elektromechanische systemen, micro-actuatoren en sensoren in uiteenlopende miniatuursystemen .
Piëzo-elektrische materialen kunnen elektrische energie omzetten in mechanische, en vice versa. Voor de meeste MEMS wordt silicium gebruikt, het standaard substraatmateriaal voor halfgeleiderelektronica. Het integreren van piëzo-elektrische dunne films in MEMS op siliciumbasis – met dimensies van micrometers tot enkele millimeters – leidt tot een actieve component die kan profiteren van beweging. Voetstappen of trillingen van een motor kunnen zo een elektrische stroom genereren en het aanleggen van een spanning kan leiden tot beweging op microniveau, bijvoorbeeld voor het scherpstellen van een digitale camera.
Tot nu toe werden de beste piëzo-elektrische componenten gemaakt met lagen silicium en lood-zirkonium-titanaat (PZT) films. Kort geleden integreerde een team van de University of Wisconsin-Madison onder leiding van Chang-Beom Eom een lood-magnesium-niobaat lood-titanaat (PNM-PT) op een silicium substraat. Onderzoekers van Penn State University, onder leiding van Susan Trolier-McKinstry hebben de elektrische en piëzo-elektrische eigenschappen van dunne films gemeten. Ze vergeleken PMN-PT films met gerapporteerde waarden van andere actuatormaterialen. Het team constateerde dat de piëzo-elektrische eigenschappen van PNM-PT twee keer zo goed zijn als de best bekende PZT-films, in het bijzonder voor het oogsten van energie.
Deze toename in piëzo-activiteit in een dunne film zal leiden tot drastische verbeteringen. ‘Energy harvesting’ met zo’n film kan lokale voedingsbronnen opleveren voor draadloze sensor-nodes op bruggen, vliegtuigen en zogeheten ‘human-body sensors’.
Anderen lazen ook
