마이크로 머시닝 기술을 이용한 니켈기반의 압전 진동형 에너지 하베스터 제작

Title
마이크로 머시닝 기술을 이용한 니켈기반의 압전 진동형 에너지 하베스터 제작
Authors
이재혁
Keywords
마이크로머시닝기술을이용한니켈기반의압전진동형에너지하베스터제작
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
최근에는 이동 정보통신기술 및 전자기기의 소형화 기술의 급속한 발전에 힘입어 소형 모바일 컴퓨팅 기기의 보급이 비약적으로 증가하고 있다. 이러한 전자기기의 기존의 전지를 보완하거나 대체할 수 있는 신개념 전원 공급 장치인 에너지 하베스팅 기술에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 압전 진동형 에너지 하베스터의 높은 고유진동수를 보완하기 위한 방법을 고안하였다. 이를 위해 크기를 크게 하고 기존의 실리콘 기반의 액추에이터가 아닌 실리콘보다 밀도가 훨씬 높은 니켈을 에너지 하베스팅 액추에이터에 도입하였다. 이와 같은 새로운 접근방법을 통하여 에너지 하베스팅 디바이스를 설계하고 마이크로 머시닝 공정을 이용하여 직접 제작하였다. 캔틸레버 구조의 에너지 하베스터는 크기는 길이, 폭, 두께로 각각 10 × 2.5 × 0.1mm3이다. 전극형태로는 interdigitate d33모드로 Au/Ti를 이용하여 형성하였고 전극의 패턴 및 간격의 사이즈는 50μm이다. 측정 결과 니켈기반의 압전 에너지 하베스터는 시험질량 없이도 고유진동수가 현저하게 낮아져 778Hz에서 공진이 일어나는 것을 확인하였고, 공진주파수 대역에서 1g의 가속도를 가했을 때 4.8MΩ에서 최대 전력인 76μW가 발생하는 결과를 얻었다.
Description
제1장 서론 제2장 배경이론 2.1 MEMS의 정의 2.2 에너지 하베스팅 2,2,1 에너지 하베스팅의 정의 2.2.2 에너지 하베스팅의 개념 및 종류 2.2.3 압전체 에너지 하베스팅의 원리 2.2.3.1 모드에 따른 압전 효과 2.3 압전 효과 2.3.1 압전 효과의 정의 및 원리 2.3.2 압전 효과의 수식적 표현 2.3.3 압전 재료의 종류 및 특성 2.3.3.1 PZT의 특성 2.3.3.2 첨가물에 따른 효괴 2.3.3.3 PZT 제작을 위한 공정 제3장 설계 및 제작 3.1 설계 변수 3.2 시뮬레이션 3.3 제작공정 3.3.1 포토리소그래피 3.3.2 열처리 및 결정화 3.3.3 스퍼터링 3.3.4 제작과정 제4장 측정결과 제5장 결론
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22651
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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