נספח להצעות הפרוייקטים של ד"ר שאול ניב
בנושאי MEMS
חומרים פיזואלקטריים משמשים כמנועים וכגנרטורים בהתקנים אלקטרומכניים
שונים. צורות ואפשרויות העבודה הגלומות בחומרים אלה הינן רבות ומגוונות החל
ממפעילים (actuators) להפקת כוחות מוצא גדולים דרך מפעילים מיניאטוריים המבוססים על
שכבות דקות (thin films) וכלה בחיישנים (sensors) ומערכי חיישנים(arrays)
למדידת פרמטרי סביבה שונים. המפעילים הפיזואלקטריים ניתנים לייצוג כקבלים המחוברים
בקונפיגורציות שונות כשהכוחות המתקבלים במוצא המפעיל הם כוחות אלקטרוסטטיים
הנוצרים כתוצאה מהשדה החשמלי המופעל עליהם. במקרה של עבודה כחיישן אות המוצא הנמדד
הינו שדה חשמלי הנוצר כתוצאה מכוחות המופעלים על החומר וממאמצים המתפתחים בו.
מקובל לעבוד במפעילים המבוססים על חומרים אלה באחד משני אופני עבודה עיקריים: אופן
עבודה דינמי בו תדר העבודה הוא התדר הטיבעי של המפעיל ואופן עבודה סטטי שבו התדר
הטיבעי של ההתקן גבוה מאוד מתדר העבודה המתוכנן. עבודה באופן סטטי מאפשרת קיבוע
מצב במוצא המפעיל, עיצוב צורת המוצא ועבודה בתדרים נמוכים מאוד. שתי קונפיגורציות
עיקריות קיימות לקבלת המוצא המכני הרצוי במפעילים פיזואלקטריים: מפעיל בתצורה של
קורה (bender) ומפעיל בתצורה של מחסנית (stack).
אחד השימושים העיקריים של חומרים אלה הוא בתעשיית ה- MEMSזאת מאחר וחומרים אלה מציגים
יחס גבוה של אנרגיה/נפח הודות למקדם הדיאלקטרי (εr)
הגדול שלהם. לטכנולוגיית המזעור כללים מיוחדים להתגבר על בעיות של אנומליות בכללי
המכניקה הקלאסית והמטרה העיקרית של המתכנן היא למצוא את האופטימיזציה שבין מגבלות
הייצור, המגבלות הפיסיקליות ומטרות ההתקן המתוכנן, זאת תוך ביצוע אנליזת ממדים
נכונה לבחינת השתנות הפרמטרים השונים ובחינת היתכנות עם ביצוע scaling מתאים.