3D 核@多壳层压电纳米发电机
应用物理
2018-10-16 v1 材料科学
摘要
在能量收集系统中，薄膜构型相较于 1D 实现具有明显实用优势，如易于制造与加工、器件持久稳定。然而，迄今报道的大多数基于 ZnO 的压电纳米发电机（PENGs）依赖于单晶 ZnO 纳米线的利用，因其沿 c 轴的自取向及承受长形变的能力带来高压电性能。在此，我们展示一种创新方法，旨在通过将室温下等离子体辅助沉积制备的多晶 ZnO 层与作为 1D 支架的支撑性小分子有机纳米线（ONWs）结合来制备 PENGs。所得杂化纳米结构由单晶有机纳米线共形包围以三维（3D）ZnO 壳层构成，将有机核的力学特性与 ZnO 层的压电响应相结合。在朝单根线内集成多种功能迈进中，我们还开发了 ONW@Au@ZnO 纳米线，包含作为内部纳米级电极的金壳层。由此，我们构建并比较了薄膜及 3D 核@壳层 ONW@ZnO 与 ONW@Au@ZnO PENGs，显示出高达 170 mV 的输出压电电压。ONW@Au@ZnO 器件中功能的协同组合提升了性能，产生的压电电流几乎为 ONW@ZnO 纳米线的二十倍，且在等效及更大厚度下优于薄膜纳米发电机。
引用
@article{arxiv.1810.06304,
title = {3D core@multishell piezoelectric nanogenerators},
author = {Alejandro-Nicolas Filippin and Juan-Ramon Sanchez-Valencia and Xabier Garcia-Casas and Victor Lopez-Flores and Manuel Macias-Montero and Fabian Frutos and Angel Barranco and Ana Borras},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.06304},
year = {2018}
}
备注
18 pages, 1 Scheme, 2 Figures, 3 Figures in Supporting Information Section