一維取向納米ZnO陣列的制備及其在納米發(fā)電機中的應用.pdf

1、一維取向ZnO納米陣列具有良好的光電和壓電性質,ZnO納米材料生長制備工藝簡單、多樣。近來,一維取向ZnO納米陣列在納米發(fā)電機和微納米系統(tǒng)電源上的研究更是納米電子學和壓電領域的研究熱點,世界各國科研人員對它投入了極大的關注。
　　 本文采用不同方法,制備了一維取向ZnO納米陣列,在研究其微結構和生長機理的同時,重點對一維納米ZnO陣列在機械振動和電磁作用下的壓電特性和電流輸出機制進行了研究,對其在納米發(fā)電機上的應用進行了探討。論

2、文主要內容和創(chuàng)新點如下:
　　 1.在不同條件下,分別用水熱合成法和化學氣相沉積法制備了一維取向ZnO納米陣列,研究結果證明采用Zn-NH3·H2O前軀體的水熱合成法生長的一維取向ZnO納米陣列比其他工藝方法具有更佳的微結構特征和導電特性,該方法重復性好,生長溫度低,可直接在Zn片上制備大面積一維取向ZnO納米陣列。研究結果發(fā)現(xiàn),通過調節(jié)反應溶液濃度和反應時間,可獲得不同長徑比和生長密度的樣品。對所制得樣品進行了X射線衍射(XR

3、D)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等方法的測試分析,討論了Zn-NH3·H2O水熱法生長一維取向納米ZnO陣列的兩步生長機理。
　　 2.利用Zn-NH3·H2O水熱合成法生長的不同長徑比和生長密度的ZnO納米陣列樣品組裝了各種壓電型納米發(fā)電機模型,對這些納米電機的輸出電流進行了測試和比較,分析發(fā)現(xiàn)在外界機械振動激勵下,納米線長度和生長密度的增加都有助于提高納米發(fā)電機的輸出電強度和效率,研究結果對ZnO納米

4、發(fā)電機輸出電流密度的提高提供了研究基礎。
　　 3.在原始納米發(fā)電機模型的基礎上,創(chuàng)造性的改進了并在國內首次提出了一種利用高頻電磁輻射信號也即交變電磁場驅動的新型ZnO納米陣列納米發(fā)電機,該納米電機模型可成功的將電磁輻射能轉換為電能。初步分析了其發(fā)電機理,探討了這種發(fā)電機模型的輸出特性,分析了激勵信號源與電機模型間距離、角度對電機輸出電流特性的影響。這種以交變電磁信號激勵的ZnO納米發(fā)電機,大大拓展了ZnO納米發(fā)電機的適用范圍,