多層PZT薄膜による圧電MEMSエナジーハーべスタの提案

摘要

本稿では圧電MEMSエナジーハーべスタの性能向上のた め，多層PZT薄膜を用いたエナジーハーべスタの構造提案 を行った。デバイス設計では，PZT膜厚10 |im ，マスの厚 さ525 |im，はり非圧電層80 |imの10 mm角デバイスを想 定すると，重力加速度の10倍に耐え，かつ共振時に100 mW/G以上の出力が得られる設計が可能であることを示し た。さらに，多層PZT薄膜を利用した圧電縦効果を提案し た。中間電極を櫛歯状に加工した構造では，櫛歯電極幅と電 極間隔の比率およびPZTの積層数を増やすと発電量が増加 し，圧電層10層では従来の横効果を用いた出力の3倍程度 の出力が見込めることが有限要素解析の結果より明らかと なった。