基于壓電、摩擦電效應(yīng)的納米發(fā)電機(jī)及其應(yīng)用的研究.pdf

1、基于壓電、摩擦電效應(yīng)的納米發(fā)電機(jī)及其應(yīng)用的研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：李文龍指導(dǎo)教師：奚伊副教授專業(yè)：凝聚態(tài)物理學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)物理學(xué)院二O一七年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要無(wú)需電池的自驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)于許多電子器件來(lái)說(shuō)是個(gè)非常值得期待的技術(shù)，它不僅可以極大地提高器件的適應(yīng)性，而且還可以大幅度地減小器件的尺寸和重量。因此，研發(fā)一種可以從周圍環(huán)境中收集能量來(lái)驅(qū)動(dòng)日常小型電子器件的自驅(qū)動(dòng)技術(shù)是具有重要的研究意義和

2、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的工作。。本論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備了硫化鎘納米片陣列（CdSnanowalls）和銀納米線（Agnanowires），用這兩種納米材料制備了AgCdSCd結(jié)構(gòu)的壓電納米發(fā)電機(jī)，此研究工作在自驅(qū)動(dòng)器件和壓力傳感器方面取得了一定的研究。利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、銅箔和聚四氟乙烯（PTFE）薄膜制備了自供能360度全方位風(fēng)速傳感器（WGUssens），此研究工作在自驅(qū)動(dòng)和風(fēng)傳感器方面取得了一些的較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。全文的研究重點(diǎn)總結(jié)

3、如下：①基于AgCdSCd結(jié)構(gòu)的壓電納米發(fā)電機(jī)1)2.5g的氫氧化鈉（NaOH）、3.5g氫氧化鉀（KOH）、0.24g九水合硫化鈉（Na2S?9H2O）和15ml去離子水配成溶液，采用水熱法在鎘片上180℃高溫生長(zhǎng)24h成功合成了硫化鎘納米片陣列（CdSnanowalls），并對(duì)其進(jìn)行了SEM，XRD和EDS表征。結(jié)果證明此水熱法合成的CdSnanowalls的長(zhǎng)7.5μm高3μm，厚0.1μm，晶體結(jié)構(gòu)為纖維鋅礦結(jié)構(gòu)(JCPDS:6

4、53414)，并對(duì)CdSnanowalls的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了分析。2)以乙二醇為還原劑，利用多元醇法，向160℃的乙二醇中同時(shí)注入AgNO3和PVP溶液并繼續(xù)加熱攪拌45min成功合成了銀納米線（Agnanowires），并對(duì)其進(jìn)行了SEM表征。通過(guò)SEM圖像我們看出合成的Agnanowires的直徑和長(zhǎng)度分別為50nm和2μm，并對(duì)Agnanowires的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了分析。3)以合成的CdSnanowalls和Agnanowires制

5、備成AgCdSCd結(jié)構(gòu)的壓電納米發(fā)電機(jī)，并利用發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)（激振子、低噪聲電流前置放大器和數(shù)據(jù)采集卡等儀器）對(duì)所制備器件的性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，在壓力頻率為1Hz壓強(qiáng)為1104時(shí)，尺寸為1cm1cm0.1cm的AgCdSCd結(jié)構(gòu)的壓電納米發(fā)電機(jī)的輸出電流可以達(dá)到0.4μA，在超聲波作用下時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的短路電流可達(dá)15μA，證實(shí)了CdSnanowalls壓電效應(yīng)的特點(diǎn)。②自供能360度全方位風(fēng)速傳感器（WGUssens）1)基于PT