MEMS基氮化铝（AlN）铌酸锂（LiNbO）的设计与分析

在过去十年中，对能量收集器的兴趣Swift增长。 悬臂形压电能量收集梁是最常用的设计之一，因为它具有简单性和灵活性，可以进一步提高性能。 MEMS压电振动能量采集器的研究工作是使用三种悬臂材料设计的，分别是铌酸锂（LiNbO3），氮化铝（AlN）和氧化锌（ZnO），并使用COMSOL Multiphysics封装使用不同的基板材料：铝，钢和硅。设计和分析。 使用有限元方法（FEM）对不同悬臂材料和基板的电压，机械功率和电功率与频率之间的关系进行了建模和仿真。 LiNbO3 / Al，AlN / Al和ZnO / Al系统的共振频率分别为187.5 Hz，279.5 Hz和173.5 Hz。 我们发现ZnO / Al系统产生的最佳电压和电功率值分别为8.2 V和2.8 mW。 对于铝，钢和硅基板上的ZnO悬臂，我们发现谐振频率分别为173.5 Hz，170 Hz和175 Hz。 有趣的是，ZnO /钢产生的最佳电压和电功率值分别为9.83 V和4.02 mW。 此外，所有系统都以不同的区分频率进行了研究。 我们发现电压和电功率随着加速度的增加而增加。