吉村武志是大阪公立大学大学院工学研究科的副教授，他带着团队搞出了个厉害的新玩意儿。他们想把运动变成电，帮大家把电子产品搞得更环保。以前做这个东西总得用含铅的材料，这东西有毒，对环境不好。于是，他们想到了铁酸铋这种天然的无铅材料。不过，铁酸铋有个缺点，要么漏电严重，要么把机械能变成电能的本事不强。为了解决这个问题，吉村他们想出了一个绝招：直接在标准的硅晶圆上长一层掺锰的铁酸铋薄膜。一般来说，铁酸铋长在硅衬底上表现都不太好，因为硅在冷却的时候会变张应变，把薄膜给拉扯变形。但这次他们不回避这个问题，反而想办法利用它。他们给材料来个结构相变，让压电性能蹭蹭往上涨。 制备这种薄膜对工艺要求特别高。吉村他们用了溅射法这种标准半导体技术，但铋这种材料熔点低，对温度特别敏感。为了克服这个困难，他们又开发了个“双轴组合溅射”法，一边改温度一边变成分。这么一来，他们能同时试试好几十种生长条件，比以前那种瞎试的试错法快多了。结果就是材料从菱面体变成了单斜晶相，压电响应特别强。这是铁酸铋有史以来做得最好的一次，能产生不少电荷。 为了看看能不能用在真东西上，他们把这些薄膜集成到微机电振动能量收集器里去测试。跟以前的无铅设计比起来，这次的薄膜把能量转换效率翻了五倍。它还能对付那种一直震动或者突然猛震的情况，特别适合放在受冲击的电机和机械设备旁边用。因为这东西完全是在标准硅晶圆上用溅射法做出来的，以后大规模生产应该也不难搞。 吉村表示，他们的目标是把这种技术用到智能传感器、物联网设备还有自供能设备上。用这种无铅压电材料能减少以后电子产品对环境的负面影响。这项突破性的成果是在3月19日公布的，很可能会加速生产出能跟现有半导体技术兼容的环保型能量收集设备。这个研究已经发表在《微系统与纳米工程》期刊上了。