從燒烤架的火花點火器到醫學超聲成像所需的傳感器,壓電材料有著廣泛應用。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用提供了可能性。
來自美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員展示了一項新技術,即通過將鋯鈦酸鉛(PZT)壓電薄膜樣本同靈活的聚合物基質相結合,研制了壓電微機電系統(MEMS)。近日,博士研究生Tianning Liu和合作者在美國物理聯合會(American Institute of Physics)所屬《應用物理雜志》上報告了這一成果。
“關于壓電薄膜的研究有著悠久的歷史,但基于硬式基質的薄膜存在著來自基質的局限性。”論文作者之一、賓夕法尼亞大學教授Thomas N. Jackson介紹說,最新研究為研制減少對基質依賴性的薄膜壓電材料打開了新領域。
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。和在硬式基質上生長出來的薄膜相比,聚酰亞胺上的PZT薄膜擁有增強的材料屬性,但同時保持著靈活性。即便如此,Liu表示,在薄膜MEMS裝置競爭過塊體壓電系統之前,仍有很多工作要做。
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