Modelizacion de un microgenerador piezoelectrico de ZnO

N.V. GONZALEZ LEMUS, E.A. ALBANESI

Rosario, Argentina

Congreso; 94 Reunion Nacional Asociacion Fisica Argentina; 2009

Asociacion Fisica Argentina

En este trabajo se presentan las características de diseño y funcionamiento de un microdispositivo (MEMS) tipo actuador piezoeléctrico, basado en un cantilever de SiO como capa estructural, dos placas de ZnO como capas superficiales y una masa sísmica de Ni, diseñado para convertir energía vibracional en potencia eléctrica utilizando el efecto piezoeléctrico, especificando el proceso de microfabricación. Se obtuvo un modelo analítico que describe el funcionamiento del dispositivo, para determinar la potencia de salida del sistema suponiendo una resistencia externa de 40kΩ. Mediante simulación por el método de elementos finitos se determinaron las frecuencias de vibración del sistema, y se halló para cada una la amplitud óptima teniendo en cuenta que típicamente para un dispositivo de abastecimiento continuo se requiere una potencia promedio de 1µW. Se analizó también la eficiencia para diferentes dimensiones. Si bien el ZnO tiene una constante dieléctrica baja comparativamente con otros materiales piezoeléctricos, muestra una buena eficiencia de conversión de energía.