A.1 Elektretbasierte Wandler

Stipendiat/in: Simon Genter

Projekt A.2 behandelt die Thematik der Elektret-basierten Mikrogeneratoren. Elektrete sind dielektrische Polymere, welche elektrische Ladungen quasi-permanent speichern können. Mit Hilfe dieser gespeicherten Ladung können in einen Oszillator integrierte, kapazitive Strukturen gespeist werden. Durch Vibrationen angeregt variieren die integrierten Kapazitäten, wodurch ein Ladungsausgleichsstrom entsteht. Anhand dieses Prinzips kann vibratorische in elektrische Energie gewandelt werden.

Basierend auf den Vorarbeiten soll der Mikrogenerator weiter optimiert werden. Dazu wird das Ziel verfolgt die seismische Masse des Resonators mit Polymer-Federn aus Parylene-C aufzuhängen und gleichzeitig ein nicht-lineares Frequenzverhalten zu realisieren. Dadurch sollen einerseits Resonanzfrequenzen unterhalb von 100 Hz erzielt werden, um den Mikrogenerator auch für biomedizinische Einsatzgebiete zu rüsten. Andererseits soll durch das nicht-lineare Federverhalten ein breitbandiges Ernten der Energie ermöglicht werden.

Parylene-C kann des Weiteren auch als Elektret verwendet werden. Für diesen Zweck werden die Ladeparameter und Schichtdicken für eine möglichst hohe Ladungsträgerstabilität optimiert.

Schließlich werden beide Entwicklungen in einem Generator vereint, welcher auf sein Frequenzverhalten und Ausgangsleistung charakterisiert wird.

 Auf ein DIL-28 Träger aufgebrachter, Flip-Chip gebondeter Elektret-Mirogenerator mit einem an 7 µm breiten Siliziumfedern aufgehängten 2D Oszillator