Design a optimalizace piezo-generátoru napětí s aktivní vrstvou oxidu zinku (ZnO)

Bc. Lukáš PASTOREK

Master's thesis

Design and optimization of piezo-generator with zinc oxide (ZnO) active layer

Abstract:

Předkládaná diplomová práce je zaměřená na design, optimalizaci a proces výroby tenkovrstvého piezoelektrického mikrogenerátoru. Jako aktivní prvek mikrogenerátoru slouží tenká vrstva oxidu zinečnatého (ZnO) uložená mezi izolačními vrstvami a hliníkovými kontakty. V teoretické části je popsán piezoelektrický jev, materiály vykazujících piezoelektrické vlastnosti, základní informace týkající oxidu zinečnatého, přehled základních metod výroby tenkých vrstev a některé ze základních principů analýzy tenkých vrstev. V experimentální části je návrh mikrogenerátoru, postup a přehled depozic provedených při výrobě generátoru a popis depoziční aparatury. V poslední části je zhodnocení výsledků týkající se měření generovaného napětí, vnitřní struktury a zbytkového pnutí.

Abstract:

The present thesis is focused on design, optimization and process of production of the thin film piezoelectric microgenerator. As the active element is used Zinc Oxide (ZnO) layer, which is in between of two insulating layers of Al2O3 and aluminium contacts located. In the theoretical part is described piezoelectric phenomenon, the piezoelektric materials, the fundamental details of Zinc Oxide, the overview of the fundamental methods of fabrication of thin films and some of the analytical methods for thin films materials. In the experimental section are presented the design of the microgenerator, procedure and overview of depositions made by fabrication of the generator and description of the coating system. In the last part is the evaluation of results of generated voltage measurement, internal structure and residual stress.

Keywords

Krystal, krystalická mřížka, šesterečná struktura, deformace, piezoelektrický jev, Energy Harvesting, nanotechnologie, mikrogenerátor, vibrace, depozice tenkých vrstev, magnetronové naprašování, analýza tenkých vrstev, zbytkové pnutí.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2014

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Lucie Prušáková, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Environmental Engineering