بررسی تاثیر تنش های موضعی بر روی دیافراگم سیلیکانی طرح دار روی حسگرهای پیزوالکتریک نانو سیم های اکسید روی

خواص الکتریکی مواد پیزوالکتریک نانوساختاری توجه بسیاری از محققین را در دهه گذشته به خود جلب کرده است. این ویژگی­ها در میکرو حسگرهای پیزو الکتریک استفاده می­شود. نیروی محرکه مکانیکی معمولا نتیجه تماس بین سطح پیزوالکتریک و یک جسم خارجی است. در این مقاله، تاثیر نیروی محرکه مکانیکی با استفاده از یک موج هوایی (آکوستیک) و یا خلاء بر روی دیافراگم سیلیکانی، مورد بررسی قرار گرفته شده است. تنش های موضعی ایجاد شده روی دیافراگم در اثر برخورد یک موج هوایی، تاثیر قابل توجهی روی ولتاژ پیک تا پیک حسگر پیزوالکتریک دارد که با اندازه گیری تغییرات این پارامتر می توان شدت موج هوایی را بدست آورد. برای بررسی این موضوع، دیافراگم بدون طرح و طرحدار که شامل میکروساختارهای سیلیکانی است مورد بررسی قرار گرفته شد و مشخص شد که ساخت یک حسگر پیزوالکتریک روی یک دیافراگم نازک و طرح دار می­تواند باعث افزایش ولتاژ پیک تا پیک تا حدود ۳/۱ برابر گردد. آشکارسازی این تنش­ها با استفاده از ماده پیزوالکتریک لایه نشانی شده روی دیافراگم نازک و منعطف، می­تواند به عنوان یک میکروفن پیزوالکتریک و یا یک فشار سنج عمل کند که وجود میکروساختارها روی دیافراگم باعث افزایش حساسیت آنها خواهد شد.

کلیدواژه ها:

Mechanical stress ، Silicon diaphragm ، Microstructures ، Piezoelectric nanostructures ، Zinc oxide nanowires ، MEMS ، تنش مکانیکی ، دیافراگم سیلیکانی ، میکرو ساختارها ، نانوساختارهای پیزوالکتریک ، نانوسیم های اکسید روی ، ادوات میکرو الکترومکانیکی