交叉指型电极压电振子的谐振特性研究

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叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究

叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的一项军民两用技术,已经在众多领域得到广泛应用和深入研究。

在军事领域,紫外探测器可用于导弹早期预警。

在民用领域,可利用紫外探测技术监控臭氧层的厚度,污染物的排放,探测各种高压电设施的电晕放电现象等。

目前人们对紫外探测器的研究大多集中在光敏材料上,而对器件结构研究较少。

MSM(Metal-Semiconductor-Metal)紫外探测器的电极结构不仅影响光的入射和吸收,同时还影响器件中电场的分布,因此不同电极结构将对紫外探测器的性能产生影响。

本文结合软件仿真与器件制备,分别研究不同电极结构对欧姆接触型和肖特基接触型MSM紫外探测器特性的影响。

研究工作的主要内容如下:1.利用ISE-TCAD软件对器件进行了仿真与优化,研究了叉指电极宽度以及指间间距对紫外探测器光/暗电流的影响。

利用泊松方程、载流子连续性方程、电流密度方程等半导体基本方程,建立了漂移扩散模型、复合模型等物理模型。

在此基础上使用ISE-TCAD器件仿真软件,分别探究了Al-ZnO-Al以及Au-ZnO-Au叉指电极结构的电极宽度与指间间距对器件光/暗电流的影响。

2.以硅片为衬底,利用磁控溅射、光刻等半导体工艺制备了不同结构参数的Al-ZnO-Al MSM紫外探测器。

研究电极结构对欧姆接触型MSM紫外探测器稳态电流电压特性、开关响应特性以及光谱响应特性的影响,并深入研究了影响器件开关特性的因素。

实验结果表明,Al与纯度为99.99%Zn0能形成理想的欧姆接触;器件的暗电流受叉指电极宽度的影响,而与电极间距无关;器件的光电流随电极间距的增加而增大;实验结果表明当叉指电极的宽度为200μm,指间宽度为600μm时,器件光/暗电流比最大达156;叉指电极的结构参数对紫外探测器的开关特性没有明显的影响。

实验制备的探测器的上升时间为56s,下降时间为141s。

此外器件对370nm 附近的紫外光具有最强的响应度。

压电振子特性与支撑方式分析.docx

TrekStor压电振子特性与支撑方式分析压电振子的振动模式压电振子[X50-52}是压电驱动器的核心部件，起着将电能转换为机械能的作用。

某一几何尺寸的振子在特定条件(按所需方向极化、激励和设置电极等)下，其用以完成机械能和电能相互转换的振动方式多种多样，通常把这种振动方式称为振动模态。

此外，各种振动模态之间还存在着相互影响或藕合作用。

因此在设计压电振子时，除了选择合适的压电陶瓷材料外，还要选择合适的振子及其振动模态。

通常将压电陶瓷激发的振动分成以下四类，如上图所示。

(a)垂直于电场方向的伸缩振动(长度方向)，用LE模表示;(b)平行于电场方向的伸缩振动(厚度方向)，用TE模表示;(c)垂直于电场平面内的剪切振动(表面)，用FS模表示;(d)平行于电场平面内的剪切振动(厚度)，用TS模表示。

当这些振动模式作用到压电振子上时，将能产生弯曲振动、伸缩振动和扭转振动。

压电驱动器为了形成所需运动形式，通常使用这四种振动形式中的两种或一种，使两个以上方向的振动加以组合以达到目的。

按照所加电场与弹性波传播方向之间的关系，压电振动又可分为纵向效应和横向效应两大类。

当弹性波的传播方向平行于电场方向时称为纵向效应;当弹性波的传播方向垂直于电场方向时称为横向效应。

骨传导所采用的复合压电振子的振动模态为LE伸缩振动。

压电振子的谐振特性将施加到压电振子上电信号的频率从低频慢J漫地升到高频时，可以发现，通过压电振子的电流随电信号频率的变化而变化[[53-54]。

当电信号频率为某一频率时，电流出现极大值;当电信号频率变化到另一频率时，电流出现极小值。

压电振子的电流随频率而变化这一事实，也表明压电振子的等效阻抗Z随频率也发生变化，如图2.6所示。

图中，IZI代表阻抗的绝对值。

当电信号频率等于几时，压电振子的电流最大而阻抗最小;当电信号频率等于fn 时，压电振子电流最小而阻抗最大。

因此，通常称fm为最小阻抗频率或最大导纳频率(导纳=1}阻抗);,fn称为最大阻抗频率或最小导纳频率。

《纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究》范文

《纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究》篇一一、引言随着科技的发展，柔性电子设备在日常生活中的应用越来越广泛，如可穿戴设备、智能传感器等。

在这些设备中，柔性超级电容器作为一种重要的储能元件，其性能的优劣直接影响到设备的整体性能。

本文旨在研究纤维型与叉指型两种不同结构的柔性超级电容器的电化学性能，以期为实际应用提供理论依据。

二、文献综述在过去的几年里，柔性超级电容器因其优异的储能性能和可弯曲、可折叠的特点，在众多领域得到了广泛的应用。

其中，纤维型和叉指型是两种常见的柔性超级电容器结构。

纤维型超级电容器具有高比表面积、高能量密度等优点，而叉指型超级电容器则具有优异的机械性能和较高的循环稳定性。

三、实验方法本文采用纤维型和叉指型两种结构的柔性超级电容器进行电化学性能研究。

首先，制备两种结构的电极材料，然后进行电化学性能测试，包括循环伏安测试、恒流充放电测试和循环稳定性测试等。

最后，通过数据分析，对两种结构的电化学性能进行对比分析。

四、结果与讨论4.1 纤维型柔性超级电容器的电化学性能纤维型柔性超级电容器在循环伏安测试中表现出良好的可逆性和稳定性。

在恒流充放电测试中，其具有较高的能量密度和功率密度。

此外，在经过多次充放电循环后，纤维型超级电容器的性能仍能保持稳定。

4.2 叉指型柔性超级电容器的电化学性能叉指型柔性超级电容器在机械性能方面表现出色，具有良好的柔韧性和抗拉强度。

在电化学性能方面，其循环稳定性较高，充放电效率良好。

然而，相较于纤维型超级电容器，其能量密度和功率密度略低。

4.3 两种结构电化学性能的对比分析通过对实验数据的分析，我们可以看出纤维型和叉指型两种结构的柔性超级电容器在电化学性能方面各有优劣。

纤维型超级电容器在能量密度和功率密度方面表现较好，而叉指型超级电容器在机械性能和循环稳定性方面具有优势。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的结构。

五、结论本文对纤维型与叉指型两种不同结构的柔性超级电容器的电化学性能进行了研究。

采用叉指或螺旋电极的压电扬声器[实用新型专利]

专利名称：采用叉指或螺旋电极的压电扬声器专利类型：实用新型专利
发明人：褚祥诚
申请号：CN200920246678.2
申请日：20091026
公开号：CN201515490U
公开日：
20100623
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于扬声器技术领域，特别涉及一种采用叉指或螺旋电极的压电扬声器。

其结构包括振膜，粘结在振膜上的压电陶瓷片，压电陶瓷片表面的电极，用来约束振膜的边框，电极又分为正电极和负电极两部分；电极为叉指结构排列、叉指螺旋结构排列或圆形、多边形同心交错结构排列等交错排列的方式。

叉指或螺旋状电极结构，使极化方向与振膜平面平行，螺旋电极之间的电场与极化方向一致，即：陶瓷变形是利用压电应变系数d33，而非传统压电扬声器中普遍采用的压电应变系数d31，在尺寸、材料、电场强度一致的情况下，本实用新型的压电陶瓷片在振膜平面内的应变是传统压电扬声器相应应变的两倍以上，振膜平面的振动大，进而产生较大的声压级。

申请人：清华大学
地址：100084 北京市100084-82信箱
国籍：CN
代理机构：北京众合诚成知识产权代理有限公司
代理人：张文宝
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一种叉指电极型压电纤维复合材料的封装方法[发明专利]

专利名称：一种叉指电极型压电纤维复合材料的封装方法专利类型：发明专利
发明人：裘进浩,渠娇,杨路,季宏丽
申请号：CN201911093632.6
申请日：20191111
公开号：CN110767799A
公开日：
20200207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种叉指电极型压电纤维复合材料的封装方法。

该封装方法包括：用无水乙醇擦拭待封装的压电纤维复合层和叉指形电极；将所述压电纤维复合层的上表面和下表面各覆盖一片叉指形电极，形成叠层结构；将第一热压层、所述叠层结构和第二热压层按照顺序层叠，形成热压工装；将所述热压工装放入热压台，开启压力装置施加压力；待所述压力达到设定压力值后，开启加热装置将热压板加热至设定温度；待所述热压板的温度达到所述设定温度后，控制压机保温保压设定时长，完成封装。

本发明可以弥补现有技术空白，实现叉指电极型压电纤维复合材料的封装，提升智能材料与功能器件制备技术的水平。

申请人：南京航空航天大学
地址：210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：刘凤玲
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叉指电极结构传感器的研究及应用进展

叉指电极结构传感器的研究及应用进展
王艳霞
【期刊名称】《传感器与微系统》
【年(卷),期】2024(43)6
【摘要】叉指电极传感器以其结构简单、灵敏度高、稳定性好等独特优点成为众多领域的研究热点。

本文详细论述了叉指电极的工作原理、指标参数、检测原理、制备工艺和分布结构等,探讨了近几年叉指电极结构传感器在医学、环境、生物等行业的应用现状,重点分析在监测环境因素、人体运动状态和声表面波(SAW)技术等方面的最新研究技术,最后对其发展前景、趋势和挑战进行了分析和展望。

【总页数】5页(P6-10)
【作者】王艳霞
【作者单位】陕西工业职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.气体传感器叉指电极结构设计及电极间分布电阻计算
2.基于叉指阵列微电极的阻抗免疫传感器研究进展
3.同面多叉指电极结构的电容式三维力触觉传感器设计
4.检测金黄色葡萄球菌的微叉指电极阻抗生物传感器研究
5.用于细胞检测的微叉指电极阻抗生物传感器研究进展
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《2024年纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究》范文

《纤维型与叉指型柔性超级电容器的电化学性能研究》篇一一、引言随着科技的发展，柔性电子设备在众多领域中得到了广泛的应用。

其中，柔性超级电容器作为一种新型的储能器件，因其高功率密度、快速充放电能力以及良好的循环稳定性，受到了广泛的关注。

本文将重点研究纤维型与叉指型两种柔性超级电容器的电化学性能，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

二、纤维型柔性超级电容器1. 结构与制备纤维型柔性超级电容器采用独特的纤维结构，其制备过程包括电极材料的制备、纤维的编织以及电解质的填充等步骤。

通过精细的工艺控制，可以得到具有优良柔韧性和电化学性能的纤维型超级电容器。

2. 电化学性能纤维型柔性超级电容器具有高能量密度、优异的充放电速率以及良好的循环稳定性等特点。

其电极材料具有较高的比表面积和良好的导电性，有利于提高电容器的电化学性能。

此外，纤维结构使得电容器在弯曲、扭曲等变形条件下仍能保持良好的电化学性能。

三、叉指型柔性超级电容器1. 结构与制备叉指型柔性超级电容器采用特殊的叉指状结构设计，其制备过程包括电极材料的制备、叉指状结构的形成以及电解质的填充等步骤。

该结构使得电容器在有限的体积内具有更大的电极面积，从而提高电容器的电化学性能。

2. 电化学性能叉指型柔性超级电容器具有高比电容、优良的倍率性能以及良好的循环稳定性。

叉指状结构使得电极材料之间的电荷传输更为便捷，提高了电容器的充放电速率。

此外，该结构还具有良好的机械柔韧性，适用于各种弯曲、扭曲等变形条件。

四、两种结构电化学性能的比较与分析通过对纤维型和叉指型两种柔性超级电容器的电化学性能进行比较和分析，我们发现两种结构的电容器在各自的领域内均表现出优异的性能。

纤维型电容器在柔韧性方面表现出色，而叉指型电容器在比电容和充放电速率方面具有优势。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的结构类型。

五、结论本文对纤维型与叉指型两种柔性超级电容器的电化学性能进行了研究。

通过对比分析，我们发现这两种结构的电容器均具有优异的性能，适用于不同的应用场景。

不同约束下压电陶瓷振子振动特性研究

摘要:压电陶瓷振子是超声波换能器核心构件,与弧形结构进行连接时,施加不同的固定方式和约束条件会对换能器的综合性能产生影响．为了使压电陶瓷振子在良好的性能下工作,针对压电陶瓷振子频率特性进行了理论分析．在此基础上,设计了圆弧形压电陶瓷振子,运用有限元分析方法对压电陶瓷振子进行了模态分析和谐响应分析,得出了在不同约束条件下的振动特性和导纳特性的变化规律,为压电陶瓷振子与球形结构的连接方式提供依据 ,从而使整体结构的工作性能符合预期目标．关键词 :弧形压电陶瓷 ;振动 ;导纳 ;约束条件中图分类号 :TB５５２文献标志码 :A
0 引言
压电陶瓷作为换能器重要元件,在与其他结构连接时能够实现机械能与电能之间的相互转化 ,被广泛应用于各种换能器中．为更好设计和优化压电陶瓷振子,在深入分析压电陶瓷的振动模式和状态的基础上[１],研究了不同约束条件下压电陶瓷振子固有频率和振型特性．目前压电陶瓷振子有两种:一种是把片状结构与金属或者把两片压电陶瓷之间进行粘贴[２Ｇ５];另一种是通过热胀冷缩把压电陶瓷圆管与金属圆管复合[６],得到复合压电振子的振动状态．目前 ,通过对不同约束条件下的压电陶瓷振动频率特性分析来确定其结构连接方式的研究相对较少．本文应用有限元方法对压电陶瓷进行模态分析和谐响应分析,确定不同约束条件下频率特性和响应特性的变化规律, 根据工作需要 ,选择不同的约束形式 ,为压电陶瓷的连接方式提供理论基础．

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第３卷第３Ｏ期
２０８６Ｏ年月
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文章编号：Ｏ４２７（Ｏ８Ｏ一３９Ｏ１Ｏ — ４４２Ｏ）３Ｏ６一３
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交叉指型电极压电振子的谐振特性研究
刘永刚，沈星赵东标，
（．南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室，苏南京２０１；１江１０６
２．南京航空航天大学机械电子工程系，苏南京２０１）江１０６
ＬＩＹｏｇｇｎ，ＳＥＮｎｇＵｎ－ａｇＨＸｉ，ＺＨＡｏｎｇｂａＤｏ－ｉｏ
（．ＡｒｎｕｉａＳｉｃｙＬｂｏｍａｔｔｒｌａｄＳｒｃｕｅ，ＮａｊｇＵｎｖｒｉｆｒｎｕｉｓａｄＡｓｒｎｕｉｓ１ｅｏａｔｌｃｅｅＫｅａ．ｆｒＳｒＭａｅｉｓｎｔｕｔｒｓｃｎａｎｉｉｅｓｙｏｏａｔｎｔｏａｔ，Ｎａｊｇ２０１，ｎｔＡｅｃｃｎｉ１０６ｎＣｉａ．Ｃｌｇｆｃａｉｌｎｌｔｉｌｎｉｅｒｇｈｎ；２ｏｌｅｏｅＭｅｈｎｃｄＥｅｒａＥｇｎｅｉ，ＮａｊｇＵｎｖｒｉｆｒｎｕｉｎｔｏａｔｓａｊｇ２０１，ｈｎ）ａａｃｃｎｎｉｉｅｓｔｏｏａｔｓａｄＡｓｒｎｕｉ，Ｎｎｉ１０６ＣｉａｎｙＡｅｃｃｎ
ｏｆｉｅｄｉｔｄｅｅｔｏｉｚｅｅｔｉｓｉｌｔａｏｔｂｅｅｔｎｌｔｌｌｃｒｄｅｐｅｉｄ．ｎｔｒｇｉｅｌｃｒｄｅｐｅｏｌｃｒｃｏｃｌａｏｒｗｓｇｙｓｌｃｉｇｉｔｅｅｅｔｏｒｏＫｅｒｓ：ｅｏｅｅｔｉｃｌａｏｉｅｄｇｉｅｌｃｒｅｒｓｙｗｏｄｐｉｚｌｃｒｃｏｓｉｌｔｒ；ｎｔｒｉｔｄｅｅｔｏｄｓ；ｅｏｎａｃｒｑｕｎｃｆｎｔｌｍｅ；ｍｐｅｎｅｎｅｆｅｅｙ；ｉｉｅｅｅｎｔｉｄａｃ
中图分类号：ＴＮ３４８文献标识码：Ａ
ＲｅｅｒｈｏｓｎａｅＦｒｑｅｙｏｎｅｄｇｔｄＥｌｃｒｄｓｓａｃｎＲｅｏｎｃｅｕｎｃｆＩｔｒｉｉｅｅｔｏｅ
ＰｉｚｅｅｔｊｃｌａｏｅＯｌｃｒｃＯｓｉｌｔｒ
ｔｈｅｕｔｃｌｕａｅｙＦＯｔｅｒｓｌａｃｌｔｄｂＥＭ．Ｔｈｅｕｔｌｏｓｏｄｔａｏｒｒｓｎｎｅｆｅｕｎｙａｄｈｇｅｄｃｄｓｒｉｅｒｓｌｓａｓｈｗｅｈｔｌｗｅｅｏａｃｒｑｅｃｎｉｈｒｉｕｅｔａｎｎ
摘
要：根据压电振子的动力学方程，用有限元软件ＡＹ采ＮＳＳ对交叉指型电极压电振子进行了谐响应分析，
得到了压电振子的横向振动响应，得了分支电极参数对交叉指型电极压电振子谐振频率的影响规律。利用阻抗获分析仪对交叉指型电极压电振子的谐振频率进行了实验研究，与仿真结果进行了对比，者基本吻合，证了数并两验值模型的可靠性。此外，究结果还表明，用较小的电极周期，以明显降低振子的谐振频率，而在相同的激研采可从励下，得较大的作动应变。获关键词：电振子；叉指型电极；振频率；限元；抗压交谐有阻