Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Electro-mechanical coupling in microsystems - utilization and failure reason

Elektromechanische Kopplung in Mikrosystemen - Nutzeffekt und Versagensursache
 
: Schönecker, Andreas; Gesemann, H.-J.; Weihnacht, M.

Michel, B.; Winkler, T. ; Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. -DVM-, Arbeitskreis Mikrosystemtechnik:
Micro Materials, Micro Mat 1995. Proceedings : Werkstofforschung, Werkstoffprüfung, Werkstoffeinsatz in der Mikrosystemtechnik, 28. - 29.11.1995, Berliner Congress Center, BCC
Berlin: DVM, 1995
pp.451-456
Conference Micro Materials (Micro Mat) <1, 1995, Berlin>
English
Conference Paper
Fraunhofer IKTS ()
Mikrosystemtechnik; Sensor; Ultraschallwandler; kristalliner Stoff; piezoelektrischer Wandler; Signalprozessor; Aktor

Abstract
Materialien, die elektrische und mechanische Energie ineinander Überführen, existieren als Einkristall, Keramik oder als Schicht und erfüllen eine Vielfalt an Sensor- und Aktorfunktionen. Ein tieferes Verständnis zur elektromechanischen Kopplung in Materialien liefert die Zuordnung zu den Kristallklassen. Alle Isolatoren (31 Kristallklassen) sind elektrostriktiv. Die verbleibenden 20 Kristallklassen sind nichtzentrosymmetrisch und zeigen den Piezoeffekt (ZnO, GaAs). Zehn von ihnen besitzen auch ohne mechanische oder elektrische Belastung elektrische Dipolmomente und sind gleichzeitig pyroelektrisch. Für unterschiedliche Anforderungen sind geeignete Piezomaterialien verfügbar. Die Anwendung elektromechanischer Kopplung in der Mikrosystemtechnik wird am Beispiel von Aktoren, Sensoren, Schallwandler und Signalprozessoren gezeigt. Integration in Mikrosysteme und Miniaturisierung erfordern weitreichende Wandlungen, die durch Materialverbesserung, Designänderung und neue Technologien erreicht werden können. Neben den Nutzeffekten müssen stets auch Eigenschaftskopplungen im Material und Versagensmechanismen beachtet werden. Einzelne Themen zur Aktorik von Vielschichtkondensatoren, Schädigungsmechanismen von Aktoren und Eigenspannungsrelaxation integrierter PZT-Schichten sind angeschnitten. Zur experimentellen Bestimmung der Eigenspannung im Schichtsystem kann die Ausbreitung akustischer Wellenpakete genutzt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-374585.html