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Multimodal MEMS vibration energy harvester with cascaded flexible and silicon beams for ultralow frequency response

Microsystems & Nanoengineering 2023年第2期9卷 205-217页

作者： Haizhao Feng ling Bu zhangshanhao li Sixing Xu Bingmeng Hu Minghao Xu Siyao Jiang Xiaohong Wan School of Integrated Circuit Tsinghua University100084 BejingChina School of Information Engineering China University of Geosciences100083 BejingChina College of Semiconductors(College of Integrated circuits) Hunan University430001 ChangshaChina

Scavenged energy from ambient vibrations has become a promising energy supply for autonomous ***,restricted by device size,most MEMS vibration energy harvesters have much higher resonant frequencies than environmental vibrations,which reduces scavenged power and limits practical ***,we propose a MEMS multimodal vibration energy harvester with specifically cascaded flexible PDMS and"zigzag"silicon beams to simultaneously lower the resonant frequency to the ultralow-frequency level and broaden the bandwidth.A two-stage architecture is designed,in which the primary subsystem consists of suspended PDMS beams characterized by a low Young's modulus,and the secondary system consists of zigzag silicon *** also propose a PDMS lift-off process to fabricate the suspended flexible beams and the compatible microfabrication method shows high yield and good *** fabricated MEMS energy harvester can operate at ultralow resonant frequencies of 3 and 23 Hz,with an NPD index of 1.73μW/cm^(3)/g^(2)@3 *** factors underlying output power degradation in the low-frequency range and potential enhancement strategies are *** work offers new insights into achieving MEMS-scale energy harvesting with ultralow frequency response.

关键词： energy harvest harvesting

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