Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Fabrication and Characterization of doped thin film PZT
KTH, School of Electrical Engineering (EES).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

MEMS structures utilizing the piezoelectric effect are used to fabricate a wide variation of sensingand actuating devices. The most common piezoelectric material for MEMS is PZT which has beenintensively investigated. In order to improve the performance of PZT and create materialsoptimized for specific applications, altered versions of PZT are being investigated. One way toalter the behavior of PZT is to introduce dopants. In this work, doped and non-doped PZT filmshave been fabricated using the sol-gel deposition process and the transverse piezoelectriccoefficient (e31) value of these films has been measured. Two types of dopants have been used tosee if these dopants could boost the e31 making the film more suitable for energy harvestingapplications. Furthermore processes alteration has been performed to increase the quality andthroughput of the PZT film fabricated at Silex Microsystems. The quality of the film could be seenby inspecting the level of non-uniform areas in regards to color and clarity of the film. The qualitywas improved and the color and clarity uniformity across the wafer was visibly improved. Thethroughput of the PZT deposition process was increased by ~33% by finding an alternative processrequiring fewer crystallization steps. One type of dopant gives an e31 increase of ~12% compared to the highest e31 value previously obtained at Silex Microsystems using non-doped PZT.

Abstract [sv]

Piezoelektrisk MEMS används för att konstruera många olika sorters av sensorer och aktuatorer.Det piezoelektriska material som används mest frekvent inom MEMS är PZT, vilket har blivitintensivt undersökt. För att förbättra prestandan hos PZT och skapa material optimerade förspecifika applikationer, undersöks olika modifikationer av PZT. Ett sätt att modifiera egenskapernahos PZT är att introducera dopningsämnen. I detta arbete har filmer av dopad och odopad PZTtillverkats med en sol-gelprocess och e31-värdet hos dessa filmer har mätts. Två typer avdopningsämnen har använts för att se om ett högre e31-värde kunde nås vilket skulle göra filmenbättre för ”energy harvesting” tillämpningar. Dessutom har process-modifikationer gjorts för attförbättra sol-gel processen hos Silex Microsystems. Modifikationerna gjordes med målet attförbättra kvaliteten hos filmen och minska processtiden. Kvaliteten hos filmen kunde observerasgenom att se i vilken utsträckning filmen var uniform i färg och klarhet. Efter modifikationerna påprocessen så förbättrades både dessa aspekter. Färgskillnader kunde inte längre observeras påfilmen och klarheten ökade. Produktionstiden minskade med ~33% med hjälp av en stabilalternativ process som krävde färre kristalliseringssteg. Ett av dopningsämnena förbättrade e31-värdet med ~12% jämfört med det e31-värdet hos den odopade filmen tidigare skapad av SilexMicrosystems.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Series
TRITA-EE, ISSN 1653-5146 ; 2016:198
Keywords [en]
pzt, energy harvester, e31, sol-gel, doped pzt
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-200934OAI: oai:DiVA.org:kth-200934DiVA, id: diva2:1071795
Available from: 2017-02-06 Created: 2017-02-06 Last updated: 2017-02-06Bibliographically approved

Open Access in DiVA

jesper scott robert(2397 kB)288 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2397 kBChecksum SHA-512
373eb0457c4f57b64c0c4b0a55b49ef34eff5d3aa0e7d92b03a4d41a9b18e3bda52742312aaab7e87bc9b7c4c91c225e163fb5f840efad2b171da927960892d2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering (EES)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 288 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 223 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf