MEMS压电式同位素电池的设计与模拟

MEMS压电式同位素电池的设计与模拟

作者:师大云端图书馆 时间:2018-02-04 分类:硕士论文 喜欢:1691
师大云端图书馆

【摘要】随着MEMS的发展,微能源逐渐成为MEMS应用中的一个关键问题。现有的各种微能源由于其体积、使用寿命、环境适应能力、集成性等方面的制约,无法满足MEMS器件对能源的需求。基于MEMS的压电式同位素电池具有体积小、结构简单、工作稳定性好、寿命长、能量密度高、抗干扰性强等优点,并且不需要补充燃料,因此逐渐成为微能源研究的方向。能量转换结构是同位素微电池的核心器件,其性能决定了同位素微电池的转换效率,因此提高能量转换结构的性能成为研究的重点。本文设计一种长寿命的MEMS同位素电池,采用半衰期100.3年的放射性同位素63N作为能量源,采用静电执行器式的压电悬臂梁来完成辐射能到电能的转换。首先介绍了同位素电池的结构和工作原理,包括同位素电池的种类,辐射的电子的收集过程,悬臂梁的复合机制。然后,对同位素电池的能量转换结构进行了理论分析。结合本文中提出的数学模型,利用MATLAB/SIMULINK对同位素电池的结构进行了仿真。针对所设计的MEMS压电式同位素电池,本文提供一套完整的MEMS工艺流程,并在此基础上使用L-EDIT软件进行了版图设计。对同位素电池的压电薄膜的制作工艺进行了深入的研究。
【作者】陈学强;
【导师】石云波;
【作者基本信息】中北大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士
【关键词】同位素电池;MEMS;压电效应;镍63;

【参考文献】
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