具有多个频率的抽象微型超声传感器阵列是内窥镜光声成像(PAI)系统中的关键组件,可实现高空间分辨率和生物医学应用的大型成像深度。在本文中,我们报告了基于陶瓷薄膜PZT的开发,基于PZT的双重和多频压电微机械超声传感器(PMUT)阵列以及其PAI应用的演示。的长度为3.5毫米或直径10 mm,正方形和环形PMUT阵列,含有多达2520 pm的元素,并且用于内窥镜PAI应用,开发了从1 MHz到8 MHz的多个频率。通过晶片键和化学机械抛光(CMP)技术获得厚度为9μm的薄陶瓷PZT,并用作PMUT阵列的压电层,其压电常数D 31的测量高达140 pm/v。从这个高的压电常数中获得的好处,制造的PMUT阵列表现出高机电耦合系数和较大的振动位移。除了电气,机械和声学表征外,还使用嵌入到琼脂幻像中的铅笔导线进行了PAI实验。通过具有不同频率的PMUT元素成功检测到光声信号,并用于重建单一和融合的光声图像,这清楚地证明了使用双频和多频PMUT阵列的优势,以提供具有高空间分辨率的全面光声图像,并同时使用高空间分辨率和较大的信号和较大的信号比率。
压电材料响应施加的电场,从施加的机械应力或机械应变中产生电荷。在最近的汽车中,它们用于测量道路状况的压力传感器和检测障碍物的后声纳。Pb(Zr,Ti)O 3 (以下简称 PZT) 陶瓷是一种铁电材料,已广泛应用于压电应用。然而,在过去的几十年里,已经开发出压电性能超过 PZT 陶瓷的 Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PMN-PT) 和 Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PIN-PMN-PT) 单晶 1, 2)。由于这些单晶具有优异的压电性能(压电常数d 33 高达2 000 pC/N,机电耦合因子k 33 高达0.9),可以提高医学超声图像的质量。
任意横截面的轴向应力监测是一项具有挑战性的任务。桁条是飞机蒙皮结构的主要轴向承载部件,具有典型的复杂横截面。本文研究了基于声弹性导波的压电锆钛酸铅 (PZT) 传感器的任意横截面轴向应力监测策略。为了选择对任意横截面轴向应力监测敏感的适当导波频率和模式,使用声弹性理论结合半解析有限元法研究特征导波。推导出模态形状,表明这些纵向模态对轴向应力更敏感。还考虑使用 PZT 换能器阵列来最大化所需模式。压电传感器用于在实验中激发和检测导波。给出了 T 型桁条的声弹性测量结果,表明该方法用于轴向应力监测的可行性。
由薄,柔软,可拉伸的设备制成的电子皮肤,可以模仿人类的皮肤并重建触觉和感知,为假体传感,机器人技术控制和人机界面提供了巨大的机会。薄片设备的高级材料和力学工程已被证明是启用和增强各种电子皮肤的灵活性和可伸缩性的效果途径;但是,由于现有制造技术的限制,设备的密度仍然很低。在这里,我们报告了一个高通量的一步过程,用于对电子皮肤的传感器密度为25传感器/cm 2的大型触觉传感阵列,其中传感器基于本质上可拉伸的压电铅锆钛酸钛酸(PZT)弹性器。以均匀性和被动驱动方式的PZT弹性体传感器阵列可实现高分辨率触觉感应,简化数据采集过程并降低制造成本。高通量制造工艺提供了一个通用平台,用于将本质上可拉伸的材料集成到大面积的高区域,高设备密度软电子设备,用于下一代电子皮肤。
正在开发智能植入电子医疗设备,以提供更连接,个性化和精确的医疗保健。这些植入物中的许多依赖于压电陶瓷来感测,通信,能量自主性和生物刺激,但是具有压电系数最强的压电陶瓷几乎完全基于铅。在本文中,我们评估了无铅替代方案的机电和生物学特征,0.94Bi 0.5 Na 0.5 TIO 3 - 0.06BATIO 3(BNT-6BT)通过两种合成途径制造:常规固态方法(PIC700)和磁带铸造(TC-BNT-6BT-6BT)。BNT-6BT材料表现出柔软的压电特性,D 33压电系数不如常用的PZT(PIC700:116 PC/N; TC-BNT-6BT:121 PC/N; PZT-5A; PZT-5A:400 PC/N)。该材料可以可行,作为软PZT的无铅替代品,其中最高10 dB的中等性能损失是可以忍受的,例如压力感应和脉搏回声测量。没有检测到BNT-6BT的短期有害生物学作用,并且该材料有助于MC3T3-E1鼠前层细胞的增殖。bnt-6bt可能是电活性植入物和可植入电子产品的可行材料,而无需密封。
这一年在理解最有用的介电和电静脉的放松剂类型铁电体方面已经取得了重大进步。很明显,原始的超透明模型只是对非常高温行为有效的第一个近似模型,实际上,尼贝特铅镁和PZT材料都是磁性自旋玻璃杯的紧密类似物。极性微区之间的相互作用会导致vogel-fulcher,例如放慢和冷冻,并提供对宏大域转变,滞后行为和耦合弹性响应的了解。
项目描述:压电MEMS麦克风具有消除对真空包装,低功耗和制造简单性的需求。这些优势已导致对压电技术的进一步研究。无论传感技术如何,MEMS麦克风都有一些基本参数,例如灵敏度,信噪比(SNR),带宽,输出阻抗等。这些参数共同确定麦克风的性能[2]。压电mems麦克风的性能受到压电材料的很大影响。中,氧化锌(ZnO),锆钛酸铅(PZT)和硝酸铝(ALN)是最常见的压电材料,每个材料都有其自身的特征[3]。与其他两种材料的制造难度相比,Aln由于与CMOS技术的兼容性而引起了很多关注。尽管ALN的压电系数不是这三种材料中最高的,但有一些方法可以改善其压电系数。最近,研究人员发现,将sc(SC)掺入ALN可以有效地改善其压电性能。然后,可以根据掺杂的硝化铝板进一步改善压电mems麦克风的性能指数。[1] Y. Seo,D。Corona和N. A.Hall,“关于压电麦克风的理论最大可实现的信噪比(SNR),”传感器和执行器A,2017年。[2] VM1000低噪声底部端口麦克风数据表,Vesper Technologies Inc,2017年。[3] Y.-C。 Chen,S.-C。[3] Y.-C。 Chen,S.-C。lo,S。Wang,Y.-J。Wang,M。Wu和W. Fang,“在PZT/SI Unimorph Cantilever设计上,用于增强压电MEMS麦克风的信噪比,”,《微机械和微工程学杂志》,第1卷。31,105003(16pp),2021。
摘要 - 基于锆钛酸铅(PZT)的铁电材料由于其强大的压电活性而被广泛用作传感器和执行器。然而,由于高处理温度,脆弱性,缺乏共形沉积以及与微电机械系统(MEMS)集成的可能性有限,因此它们的应用受到限制。关于2-D材料中的压电性的最新研究已经证明了它们在这些应用中的潜力,这本质上是由于它们的灵活性和与MEMS的整合性。在这项工作中,我们在无定形的氧化Si 3 N 4膜上沉积了几层石墨烯(FLG),并通过敏感的激光干涉测量法和严格的限定元素建模(FEM)分析研究了它们的压电反应。对FEM进行的模态分析以及与实验结果的比较表明
摘要 — 水下回声测深仪是水面和水下舰艇声纳套件不可或缺的一部分。这些系统通过提供船体龙骨和海底之间的实时距离来确保舰队的安全作业。本文我们报告了一种用于舰队舰艇的具有出色声学参数的浅水回声测深仪的设计和开发。原型回声测深仪的峰值发射电压响应 (TVR) 为 170 dB,接收电压灵敏度 (RVS) 为 –187 dBV/µPa,电阻抗为 193 Ω。此外,这种声学换能器的设计具有通过控制传感器几何形状来调整工作频率的灵活性。这种灵活性确保了对工作频率的控制和根据要求进行定制。关键词:浅水回声测深仪、PZT、单波束、声学匹配层、水文
摘要:材料平台的进步表现出强大而鲁棒的电形效应对于在开发具有低功耗的高效光电组件中,对于现代光学通信系统而言,具有低功率的高效光电组件至关重要。在这项工作中,我们研究了通过化学溶液沉积技术生长的薄膜铅锆钛酸钛酸钛酸钛酸钛酸盐(PZT)底物,这是片上等离子电元电磁调节剂的潜在平台。使用15μm长的电彩力定向调节器实现高调制深度(> 40%)。观察到约200 kHz的调制频率响应中的异常截止,并在可能的重新定向效应方面进一步研究。第二次谐波产生信号受到外部应用的电场的影响,这表明域的重新定位效应可以造成观察到的异常频率响应。