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- 加速度計(jì)的突破使節(jié)能成為壓電蛋糕
- 來(lái)源：unsw 發(fā)表于 2024/12/26
由于新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程教授 Kourosh Kalantar-zadeh 領(lǐng)導(dǎo)的新研究，加速度計(jì)（手機(jī)中的運(yùn)動(dòng)傳感設(shè)備）的生產(chǎn)成本將大大降低，能耗也大大降低。
來(lái)自新南威爾士大學(xué)和皇家墨爾本理工大學(xué)的化學(xué)工程研究人員發(fā)現(xiàn)了一種革命性的方法，可以降低成本并節(jié)省能源來(lái)制造用于檢測(cè)手機(jī)等設(shè)備運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)。
由新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程教授 Kourosh Kalantar-zadeh 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組找到了一種“打印”大型二維壓電材料片的方法，使其能夠直接放置在硅芯片上。
壓電材料將施加的機(jī)械力或應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電能。它們構(gòu)成了聲音和壓力傳感器以及由振動(dòng)或彎曲驅(qū)動(dòng)的嵌入式設(shè)備的基礎(chǔ)。一種國(guó)內(nèi)應(yīng)用是用于燃?xì)鉄竞蜖t灶的“壓電”打火機(jī)。
壓電材料還可以利用微小的機(jī)械位移、振動(dòng)、彎曲或拉伸產(chǎn)生的小電壓來(lái)為小型化設(shè)備提供動(dòng)力。
到目前為止，壓電材料一直被制造成大型晶體夾頭，因此無(wú)法與硅芯片集成或用于大規(guī)模表面制造。
這種限制意味著壓電加速度計(jì)器件（例如車輛安全氣囊觸發(fā)器或識(shí)別手機(jī)方向變化的設(shè)備）需要將單獨(dú)的昂貴元件嵌入到硅襯底上，從而大大增加了制造成本。
新的 2D 打印技術(shù)為磷酸鎵 （GaPO4） 開(kāi)辟了道路，磷酸鎵 （GaPO<>） 是一種常用于壓力傳感器和微克級(jí)質(zhì)量測(cè)量的重要壓電材料，可以使用低成本、低溫的制造工藝大規(guī)模放置在硅襯底或任何其他表面上。
Kalantar-zadeh 教授是 ARC 澳大利亞桂冠研究員，他在皇家墨爾本理工大學(xué)擔(dān)任電子工程教授時(shí)開(kāi)始了這項(xiàng)研究。他說(shuō)，這項(xiàng)工作是實(shí)驗(yàn)室其他勝利的延續(xù)。
“就像科學(xué)界經(jīng)常發(fā)生的那樣，這項(xiàng)工作建立在過(guò)去成功的基礎(chǔ)上，”Kalantar-zadeh 教授說(shuō)。“我們采用了我們最近開(kāi)發(fā)的液態(tài)金屬材料沉積技術(shù)，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的兩步過(guò)程創(chuàng)建了 GaPO2 的 4D 薄膜�！�
研究人員認(rèn)為，這種將大表面積 2D 壓電薄膜打印到任何襯底上的簡(jiǎn)單、行業(yè)兼容的程序?yàn)閴弘妭鞲衅骱湍芰渴占鞯陌l(fā)展提供了巨大的機(jī)會(huì)。
Torben Daenke 博士現(xiàn)在是 RMIT 從事該項(xiàng)目的主要合作者。
源：
https://www.unsw.edu.au/
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