從燒烤架的火花點(diǎn)火器到醫(yī)學(xué)超聲成像所需的傳感器,壓電材料有著廣泛應(yīng)用。微米或者更小尺度的薄膜壓電材料,為需要開展更小維度或者較低電壓操作的新應(yīng)用提供了可能性。
來自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員展示了一項(xiàng)新技術(shù),即通過將鋯鈦酸鉛(PZT)壓電薄膜樣本同靈活的聚合物基質(zhì)相結(jié)合,研制了壓電微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。近日,博士研究生Tianning Liu和合作者在美國物理聯(lián)合會(huì)(American Institute of Physics)所屬《應(yīng)用物理雜志》上報(bào)告了這一成果。
“關(guān)于壓電薄膜的研究有著悠久的歷史,但基于硬式基質(zhì)的薄膜存在著來自基質(zhì)的局限性。”論文作者之一、賓夕法尼亞大學(xué)教授Thomas N. Jackson介紹說,最新研究為研制減少對(duì)基質(zhì)依賴性的薄膜壓電材料打開了新領(lǐng)域。
研究人員使擁有氧化鋅釋放層的硅襯底上生長出多晶PZT薄膜。他們還在襯底上添加了一薄層聚酰亞胺,并在隨后利用醋酸腐蝕掉氧化鋅,從而將擁有聚亞胺層的1微米厚PZT薄膜從硅襯底中釋放出來。和在硬式基質(zhì)上生長出來的薄膜相比,聚酰亞胺上的PZT薄膜擁有增強(qiáng)的材料屬性,但同時(shí)保持著靈活性。即便如此,Liu表示,在薄膜MEMS裝置競爭過塊體壓電系統(tǒng)之前,仍有很多工作要做。
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