
Piezoelectric MEMS
Elektromechanische Wandler auf der Grundlage piezoelektrischer Schichten und dünner Filme finden immer mehr Einzug in mikroelektromechanische Systeme (MEMS). Piezoelektrische Wandler haben eine lineare Spannungsantwort, kein Einrastverhalten und können sowohl anziehende als auch abstoßende Kräfte erzeugen. Dadurch werden die inhärenten physikalischen Beschränkungen der üblicherweise verwendeten elektrostatischen Wandler aufgehoben, während gleichzeitig vorteilhafte Eigenschaften wie der stromsparende Betrieb erhalten bleiben. Um das volle Potenzial piezoelektrischer MEMS auszuschöpfen, reichen die interdisziplinären Forschungsbemühungen von der Untersuchung fortschrittlicher piezoelektrischer Materialien über die Entwicklung neuartiger piezoelektrischer MEMS-Sensoren und -Aktoren bis hin zur Integration von PiezoMEMS-Bauelementen in vollständige Systeme mit geringem Stromverbrauch. In dieser Sonderausgabe wird der aktuelle Stand dieses spannenden Forschungsgebiets vorgestellt, wobei ein breites Spektrum an Themen abgedeckt wird, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
- Experimentelle und theoretische Forschung zu piezoelektrischen Materialien wie AlN, ScAlN, ZnO oder PZT, PVDF mit einem starken Fokus auf die Anwendung von MEMS-Bauelementen.
- Abscheidungs- und Synthesetechniken für piezoelektrische Materialien, die die Integration dieser Materialien in MEMS-Fertigungsprozesse ermöglichen.
- Modellierung und Simulation von piezoelektrischen MEMS-Geräten und -Systemen.
- Piezoelektrische MEMS-Resonatoren zur Messung physikalischer Größen wie Masse, Beschleunigung, Giergeschwindigkeit, Druck und Viskosität oder Dichte von Flüssigkeiten.
- Optische MEMS-Bauteile, wie z. B. scannende Mikrospiegel und optische Schalter, die auf piezoelektrischen MEMS basieren.
- Akustische Bauelemente wie SAW, BAW oder FBAR und akustische Wandler auf der Grundlage piezoelektrischer MEMS, z. B. Mikrofone oder Lautsprecher.
- Piezoelektrische Geräte zur Energiegewinnung.
- Spezifische Packaging-Aspekte von piezoelektrischen Geräten und Systemen.
- Systeme mit geringem und ohne Stromverbrauch, die Sensoren mit geringem Stromverbrauch in Kombination mit Energiegewinnungsvorrichtungen umfassen, von denen mindestens eine auf piezoelektrischen MEMS basiert.