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随着微型能量收集技术的快速发展,针对环境振动能高效获取与高效转换的微型振动能量收集器已成为近年来的研究热点。论文基于AlN压电薄膜优异的物理化学性质和与微结构加工的兼容性,开展基于AlN压电薄膜的微型振动能量收集器关键技术研究,具有重要的科学意义和应用需求。论文以无线传感网络节点的可持续供电为研究背景,分析了常见压电薄膜材料的物理化学性能和工艺兼容性,以高效获取与转换环境振动能为目标,提出了一种基于高性能AlN压电薄膜的悬臂梁-质量块结构的微型压电振动能量收集器;在分析了器件结构与工作原理基础上,基于集总参数模型分析了影响微型AlN压电振动能量收集器输出性能的主要因素;针对应用环境,确定了微型AlN压电振动能量收集器的主要技术指标;建立了器件的ANSYS有限元模型,完成了器件的结构优化设计;重点研究了制备(002)择优取向AlN压电薄膜的工艺参数,探索了AlN压电薄膜的掺杂改性;制定了器件的AlN薄膜制备和三维微结构兼容加工工艺流程,研制出原理样机。在1g,204.6Hz的外部激励下,样机在最优化负载处的输出电压为2.3V,输出功率为66.13μW。论文主要工作:(1)在分析了微型AlN压电振动能量收集器国内外研究现状的基础上,确定了论文的总体研究方案;(2)提出了一种基于悬臂梁-质量块结构的微型AlN压电振动能量收集器,基于集总参数模型,分析了影响器件谐振频率、输出电压、输出功率的主要因素;(3)采用ANSYS仿真软件对微型AlN压电振动能量收集器进行了有限元建模和仿真分析,完成了器件的结构优化设计;(4)重点研究了AlN压电薄膜(002)择优取向的制备工艺;探索了AlN压电薄膜的掺杂工艺;制定了微型AlN压电振动能量收集器的微结构加工工艺流程,成功研制出原理样机;(5)研究了样机性能的测试方法,搭建了测试平台,完成了样机的测试与分析。在1g,204.6Hz的外部激励下,样机的输出电压为2.3V,输出功率为66.13μW。