Efekt piezorezystywny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Efekt piezorezystywnyzjawisko fizyczne polegające na zmianie rezystancji elektrycznej materiału pod wpływem działającej siły mechanicznej. Efekt piezorezystywny różni się od efektu piezoelektrycznego tym, że występuje jedynie zmiana rezystancji, nie powstaje żadna siła elektromotoryczna (SEM).

Historia[edytuj | edytuj kod]

Zmiana rezystancji metalu pod wpływem przyłożonej do niego siły mechanicznej została odkryta w 1856 roku przez Lorda Kelvina. Właściwości piezorezystywne w półprzewodnikach (krzem i german) zostały odkryte w 1954 roku (Smith).

Mechanizm[edytuj | edytuj kod]

Czułość przyrządów piezorezystywnych jest opisana współczynnikiem czułości materiałowej

K={{dR \over R} {1 \over \epsilon_l}}

gdzie \epsilon_l\, to odkształcenie liniowe, czyli wydłużenie względne.

Efekt piezorezystywny w metalu występuje jedynie z powodu zmiany jego wymiarów geometrycznych pod wpływem przyłożonej siły mechanicznej, w związku z tym upraszcza się do wzoru

K=1+2 \nu

gdzie \nu\, to współczynnik Poissona metalu.

Efekt piezorezystywny w półprzewodnikach może być nawet kilkukrotnie większy niż w metalach. Występuje w germanie oraz wielu odmianach krzemu: polikrystalicznym, amorficznym, w pojedynczych kryształach krzemu oraz węgliku krzemu (SiC).