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压电式微悬臂梁是一种基于微机电系统(MEMS)技术,在硅片上制成的一端固定另外一端可以垂直于基底运动的微机械结构,复杂的MEMS传感器和驱动器中具有重要的应用价值。本课题研究了一种利用LaNiO3(LNO)为下电极制备的Nb0.o2-Pb(Zro.6Tio.4)03(PNZT)薄膜驱动的压电式MEMS悬臂梁,相比传统的Pt下电极制备的PZT压电薄膜具有更好的机电性能。首先利用压电理论对压电式MEMS悬臂梁进行了动力学分析,并通过计算机有限元分析方法对压电式MEMS悬臂梁进行了性能仿真分析,得到了压电悬臂梁的结构参数与性能之间的关系。然后,分别采用了磁控溅射法和溶胶.凝胶法制备了LNO薄膜下电极和PNZT压电薄膜。电学测试结果表明,LNO薄膜电阻率约为2mΩ·cm,导电性良好,适合作为电极材料。X射线衍射(XRD)表征结果显示PNZT薄膜呈钙钛矿相结构,扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明PNZT薄膜表面平整、致密无裂纹,厚度约为1.31μm。铁电性能测试结果显示,PNZT/LNO薄膜剩余极化强度约为16.55μC·cm-2,平均矫顽电压大小为4.7V,疲劳测试表明薄膜具有良好的疲劳强度。因此,本课题制备的PNZT/LNO薄膜符合制作压电式MEMS悬臂梁的要求。进而,设计了压电式MEMS悬臂梁的制作工艺,并采用溅射、光刻、刻蚀等MEMS微加工工艺与PNZT的溶胶.凝胶制备工艺相结合,对压电式MEMS悬臂梁进行了加工制作,研究了PNZT/LNO薄膜的图形化技术,并最终采用深硅刻蚀实现对悬臂梁结构的释放,完成压电式MEMS悬臂梁的制作。最后,利用激光多普勒测振技术对制备的压电式MEMS悬臂梁进行了振动模态分析,得到了不同尺寸的压电式MEMS悬臂梁的振动频谱曲线和不同模态下的模态振型图,并对其机械品质因子与结构参数之间的关系进行了分析。