Energi, Supporting

Aluminium Nitrida – Keunggulan Sistem Berbasis Aluminium Nitrida, Energi Mekanik Menjadi Listrik

ShareMikrometer piezoelektrik (Piezoelectric microsystems) berbasis aluminium nitrida untuk sektor industri memungkinkan miniaturisasi sistem yang sangat baik. Hasil penelitian digunakan oleh industri sebagai...

Written by Erwin Prasetyo · 1 min read >

Mikrometer piezoelektrik (Piezoelectric microsystems) berbasis aluminium nitrida untuk sektor industri memungkinkan miniaturisasi sistem yang sangat baik. Hasil penelitian digunakan oleh industri sebagai sensor dan aktuator. 

Aluminium Nitrida
Piezoelektrik aluminium nitrida MEMS berdasarkan tingkat wafer. Keunggulan sistem berbasis aluminium nitrida, energi mekanik menjadi listrik (Foto/©: Fraunhofer ENAS)

Para ahli yang bekerja di Fraunhofer ENAS menyajikan hasil penelitian yang berguna  untuk produksi dan aplikasi pelapis aluminium nitrida. Penelitian itu dilakukan di laboratorium yang disebut   SENSOR + TEST di kota Nuremberg, Jerman.

Microsystem piezoelektrik (Piezoelectric microsystems) digunakan dengan aluminium nitrida tipis (AlN) seperti bahan film hasil pengembangan selama beberapa tahun.  

Keunggulan Sistem Berbasis Aluminium Nitrida

Penelitian para ahli dilakukan berbasis aluminium nitrida dengan bantuan Microsystem piezoelektrik yang menghasilkan perangkat dengan konfigurasi 2D. 

Struktur terdiri dari lapisan polimer piezoelektrik (polivinilidena difluorida) dengan dua elektroda logam sebagai pengapit dengan sistem mikro. 

Sistem mikro ini memiliki kepadatan energi yang tinggi dan memungkinkan miniaturisasi sistem yang sangat baik. 

Penerapan sistem mikro itu dapat mengurangi konsumsi energi dan biaya dalam sistem produksi sekaligus mampu meningkatkan variasi aplikasi. 

Bahan dasar aluminium nitrida dapat diintegrasikan ke dalam proses yang disebut CMOS dan berbeda dengan timbal zirkonat titanat (PZT) yang digunakan secara konvensional.

Berbasis aluminium nitrida

Pengendapan dan penataan dapat diwujudkan dengan sistem konvensional dengan teknologi BEOL berbasis aluminium. 

Dengan demikian, dimungkinkan untuk memproduksi perangkat MEMS dan CMOS piezoelektrik dalam jalur produksi.

Hasil di laboratorium SENSOR + TEST, para peneliti Fraunhofer ENAS menunjukkan berbagai contoh aplikasi untuk sensor berbasis aluminium nitrida dan sistem aktuator. 

Sebagai contoh, sistem ini memperkenalkan bangunan generator yang menggunakan lapisan AlN berukuran tipis yang mampu mendeteksi peristiwa mekanis.

Contohnya akselerasi atau getaran yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang mampu mengaktifkan sistem sensor berhibernasi. 

Akselerasi setidaknya 0,08 g diperlukan untuk menghasilkan energi yang cukup untuk mengaktifkan sistem. 

Bangunan generator diaktifkan sendiri dan tidak memerlukan energi. Dan dalam kombinasi dengan ASIC, sistem mengonsumsi daya kurang dari 300 nA.

Hasil penelitian transduser piezoelektrik sangat menarik bagi para pelaku industri yang menggunakannya sebagai bahan aktuator dan sensor. 

Untuk mengaktifkan aplikasi di setor industri, manajemen Fraunhofer ENAS berkerja sama dengan perusahaan asal Kanada  yakni Preciseley Microtechnology Inc. dan perusahaan Saxon SME EDC Electronic Design Chemnitz GmbH.

Aluminium Nitrida

Para peneliti yang berkolaborasi mengembangkan transduser piezoelektrik dan berhasil diintegrasikan sebagai sensor ke dalam teknologi produksi skala besar industri yang digarap bersama mitra yakni pelaku industri di Kanada. 

Selain itu, mitra proyek telah menerapkan ASIC untuk evaluasi cepat, dengan suara rendah yang berasal dari sinyal sensor terkecil. 

Para ahli di Fraunhofer ENAS menunjukkan keunggulan sistem berbasis aluminium nitrida menggunakan MOEMS piezoelektrik. 

Jadi, keunggulan sistem berbasis aluminium nitrida berdampak signifikan terhadap energi mekanik yang mengubahnya menjadi energi  listrik. 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *