Κατασκευή Και Χαρακτηρισμός Μικρογεννητριών Για Τη Συλλογή Της Μηχανικής Ενέργειας Του Περιβάλλοντος

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η κατασκευή και ο χαρακτηρισμός μικρογεννητριών πυριτίου υλοποιημένες με τεχνολογίες μικροηλεκτρομηχανικής (MEMS) για τη συλλογή μηχανικής ενέργειας από το περιβάλλον. Ο σκοπός των συλλεκτών ενέργειας είναι η μετέπειτα ολοκλήρωσή τους σε ηλεκτρονικά κυκλώματα χαμηλής ισχύος, καθιστώντας τα έτσι ενεργειακά αυτόνομα. Στο πλαίσιο της εργασίας κατασκευάστηκαν και μελετήθηκαν δύο διαφορετικοί τύποι μικρογεννητριών. Ο πρώτος τύπος αποτελείται από μία πρόβολο πυριτίου με μάζα αδράνειας από πυρίτιο και ένα πιεζοηλεκτρικό υμένιο ZnO κατά μήκος της προβόλου. Ο δεύτερος τύπος μικρογεννητριών κατασκευάστηκε πάνω σε δισκίο πυριτίου και αποτελείται από λεπτή μεμβράνη πυριτίου με μάζα αδράνειας από πυρίτιο και πιεζοηλεκτρικό υμένιο ZnO στη μία πλευρά της μεμβράνης. Οι φυσικές συχνότητες ταλάντωσης των μικρογεννητριών προσομοιώθηκαν, αλλά και προσδιορίστηκαν πειραματικά με διάφορες μεθόδους διέγερσης σε ιδιοκατασκευές που υλοποιήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε ο ηλεκτρικός χαρακτηρισμός των μικρογεννητριών με σκοπό την αξιολόγηση της απόδοσής τους.