科学家用新方法研制薄膜压电微机电系统

压电材料被广泛应用于从烧烤烤架上的火花点火器到医学超声成像所需的传感器。微米或更小尺寸的薄膜压电材料为要求更小尺寸或更低电压工作的新应用提供了可能性。

美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员展示了一种新技术，即通过将锆钛酸铅(PZT)压电薄膜样品与柔性聚合物基质相结合来开发压电微机电系统。最近，博士生刘天宁和他的合作者在美国物理联合会的应用物理杂志上报道了这一成果。

"压电薄膜的研究由来已久，但基于硬基底的薄膜与基底相比有其局限性."该论文的作者之一、宾夕法尼亚大学的教授托马斯·杰克逊(Thomas N. Jackson)说，最新的研究为开发减少衬底依赖性的薄膜压电材料开辟了一个新领域。

研究人员已经在带有氧化锌释放层的硅衬底上生长了多晶PZT薄膜。他们还在衬底上添加了一薄层聚酰亚胺，然后用乙酸蚀刻掉氧化锌，从而从硅衬底上剥离出1微米厚的带有聚酰亚胺层的压电薄膜。与生长在硬基底上的薄膜相比，聚酰亚胺上的PZT薄膜在保持柔性的同时具有增强的材料性能。尽管如此，刘说，在薄膜微机电设备与大块压电系统竞争之前，还有许多工作要做。(宗华张郑铮)