一、介紹
自 1880 年諾貝爾獎得主 Pierre Curie和 Jacques發現壓電現象（機械能轉換成電能）以來，壓電科學的應用也隨其蓬勃發展，各種用途被開發和實際用於各種智能領域上。不僅於民生產品，在工業、醫療、交通及國防上，壓電產品都佔有一席之地。這些材料受到施加的機械應力或超音波訊號時，皆會產生電壓訊號，因此常被用作“感測器”。相反地，在壓電材料上施加電場時產生機械應力或應變，被用於製造成“致動器” ，此為逆壓電效應的應用。
這些壓電材料通過刮刀技術製造出由厚度為<100 µm 的壓電陶瓷層組成的多層結構PZT 後，多層壓電致動器的使用就快速激增，將驅動電壓顯著降低到 <100 V。多層致動器具有許多優點。這些包括：(1）在低驅動電壓下可再現位移（2）快速響應時間（亞微秒）（3）尺寸小型化（4）可精密控制位移。
多層壓電致動器的原理是由多個壓電陶瓷材料的薄層並聯結構連接而成。 圖a顯示了單層元件結構示意圖， 圖b 則顯示了多層元件結構的示意圖。
實現的總位移 Δh 由下述公式(3)整理出:
E=V /d ………………………….(1)
Strain=Δt/t= d33E ……………..(2)
Δh=(strain per unit field) (electric field) ×(device thickness)=d33(V/d) (nd)=d33Vn …………(3)
因此，多層致動器的位移與施加的電壓 V、壓電層數 n 和材料的d33（軸向）壓電係數成正比。
相較於傳統單層壓電元件，多層壓電元件的尺寸更小，能以較低電壓產生更大的位移和出力，其特性比較整理於下表ㄧ。
| 特性 | 單層壓電元件 | 多層壓電元件 |
| 成本 | 較低 | 較高 |
| 驅動電壓 | ～幾百伏特 | ～幾十伏特 |
| 實用性 | 差 (高壓驅動) | 佳 (低壓驅動) |
| 精密操作位移 | 較不適用 | 精密度較高 |
| 尺寸 | 變通性低 | 變通性高 |
| 形狀 | 方片、圓形、環形、長方體、管狀等 | |
二、應用
由於上述優勢，讓多層壓電陶瓷元件被廣泛應用於定位、光學系統的精密對焦、振動反饋以及感測器等領域，例如形變和振動控制、健康監測、高精度位移、微型pumps、醫療用途、進出流量控制、燃料噴射器系統等。
