MEMS céramiques piézoélectriques imprimés pour la récupération d'énergie: Vers un frittage de multicouches par Spark Plasma Sintering.

par Maria Rua Taborda

Projet de thèse en Electronique


Sous la direction de Hélène Debeda et de Catherine Elissalde.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences Physiques et de l'Ingénieur , en partenariat avec Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système (laboratoire) et de PRIMS - Microsystèmes imprimés (equipe de recherche) depuis le 21-10-2016 .


  • Résumé

    Une application émergente de microstructures piézoélectriques concerne la récupération de l'énergie électromagnétique pour Smart Grid Technology et Internet of Things, et les réseaux de capteurs sans fil WSN. La fabrication MEMS pour la récupération de l'énergie imprimée par sérigraphie est le principal objectif de mon sujet de thèse. La technologie de PZT sérigraphiée pour des films épais (1 μm à 100 μm) est utilisée car elles relient l'espace entre les films minces et les céramiques pour ces applications; Fournissant ainsi de meilleures densités d'énergie que les couches piézoélectriques fines classiquement utilisées dans MEMS. L'objectif est de développer un collecteur d'énergie à faible coût pour un système autonome de surveillance du réseau intelligent d'électricité. Dans ce cas, une structure MEMS avec une valeur cible de fréquence naturelle de 60 Hz, correspondant à la fréquence du courant électrique passant par les lignes de transmission au Canada doit être fabriquée. Le développement de collecteur d'énergie a conduit à une recherche collaborative avec le Département de mécanique et de l'électronique de l'Université de Waterloo. Pour la fabrication du collecteur, les électrodes en or et les PZT piézoélectrique sont imprimés sur un substrat en acier inoxydable (SS). Mon sujet de recherche est concentré sur l'optimisation de la fabrication et la caractérisation des propriétés de l'unité de collecte d'énergie

  • Titre traduit

    Printed ceramic Piezoelectric MEMS for Energy Harvesting: Towards Spark Plasma Sintering of multilayers


  • Résumé

    An emerging application of piezoelectric microstructures concerns harvesting from the electromagnetic energy for Smart Grid Technology and Internet of Things, and wireless sensor networks WSN. The fabrication of screen-printed MEMS harvesters are the main scope of my PhD research topic. Screen-printed PZT technology for thick films (1 µm to 100 µm) are used as they bridge the gap between thin films and ceramics for these applications; providing thus better energy densities than the thin piezoelectric layers classically used in MEMS. The objective is to develop a low cost energy harvester for a self-contained electricity smart grid monitoring system. In this case, MEMS structure with a target value of 60Hz natural frequency, matching the frequency of electric current passing through the transmission lines in Canada must be fabricated. The development of such energy harvester (EH) has led to a collaborative research with the Department of Mechanics and electronics of the University of Waterloo. For the EH fabrication, gold electrodes and piezoelectric PZT are printed on a stainless steel (SS) substrate. My research topic will be focus in the optimization of the fabrication and properties characterizations of the energy harvesting unit.