压电式纳米发电机的原理和潜在应用

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1、特约专稿压电式纳米发电机的原理和潜在应用4王!中!林（佐治亚理工学院材料和工程系!亚特兰大佐治亚州!"%""$5%$6#!美国）（北京大学工学院先进材料与纳米技术系!北京!’%%78’）（国家纳米科学中心!北京!’%%%7%）摘!要!!纤锌矿结构氧化锌纳米线具有半导体性能和压电效应-用导电的原子力显微镜探针针尖去弯曲竖直生长的氧化锌纳米线，在纳米线的内部和外部分别造成压缩和拉伸，这种独特结构导致了弯曲纳米线的内外表面产生反极性的极化电荷，借助半导体性质的氧化锌纳米线和其金属尖部的肖特基势垒将电能暂时储存在氧化

2、锌纳米线内，并可用导电的原子力显微镜探针接通这一电源，向外界输电，从而完美地实现了在纳米尺度上把机械能转化为电能-该纳米发电机的发电效率可以达到’89—"%9，此项重要的科学发现将为自发电式纳米器件奠定物理基础-文章介绍了它的工作原理和潜在应用-关键词!!:3;纳米线，压电效应，纳米发电机，自发电!"#$%#&#’()"’*+*%,#*#)+(%)-———(.#")/)"*’"/&#+*0/%(#*("+&+//&"’+("%*-<=>?:(@3ABC034（!"#$%&"’()*&$+*$"+,-+.&+$

3、$%&+.，/$0%.&"1+(##$034$*5+0’0.6，7#’"+#"，/7"%""$5%$6#，8)7）（9$:"%#;$+#037,<"+*$,!"#$%&"’("+,="+0#$*5+0’0.6，>0’’$.$03-+.&+$$%&+.，?$@&+.8+&<$%(，A$&B&+.’%%78’，>5&+"）（="#&0+"’>$+#$%30%="+0(*&$+*$"+,4$*5+0’0.6，A$&B&+.’%%%7%，>5&+"）12-()+’(33

4、@H21/DID2(13021/D3DFAJ03)@D/D2)F021/D3DFAJKJID13H@L*0DM@D/D2)F02M032@N0GD313@,0FD1FF1JH-O(D1/0A3DG313@,0FDH1FDGDL/D2)DG,0)(12@3G.2)0ED1)@I02L@F2DI02F@H2@*D)0*032@3B)12)I@GD-O(D2@.*/03A@L*0DM@D/D2)F0213GHDI02@3G.2)03A*F@*DF)0DH03M032@N0GD2FD1)DH1H)F103L0D/G1

5、3G2(1FADHD*1F1)0@312F@HH)(D313@,0FD1H1FDH./)@L0)HKD3G03A-O(DFD2)0LJ03A31).FD@L)(DP2(@))QJK1FF0DFL@FIDGKD),DD3)(DID)1/)0*13G)(D313@,0FD/D1GH)@D/D2)F021/2.FFD3)AD3DF1)0@3-O(DDLL020D32J@L)(0H*0DM@DB/D2)F02*@,DFAD3DF1)@F0HDH)0I1)DG)@KD’89)@"%9-O(0H1**F@12((1H)(

6、D*@)D3)01/@L2@3EDF)03AID2(13021/，E0KF1)0@31/，13GR@F(JGF1./02D3DFAJ03)@D/D2)F020)JL@F*@,DF03A313@GDE02DH-O(DK1H02*F0320*/DH13G*@)D3)01/1**/021)0@3H1FDFDE0D,DG-4#56%)0-33:3;313@,0FD，*0DM@D/D2)F020)J，313@AD3DF1)@F，HD/LB*@,DFDG究都集中于开发高灵敏度，高性能的纳米器件，几乎’!引言还没有任何关于

7、纳米尺度的电源系统研究-但是，应用于生物及国防等方面的纳米传感器对这种电源系纳米技术作为$’世纪的一个重要新兴科技领统的需求却与日俱增-例如，无线纳米系统对于实时域，在理论与实践上正经历着高速的发展-大量新型同步内置生物传感器和生物医药监控，生物活体探纳米材料与器件不断被开发出来，并在生物医学、国测具有重大的意义-然而，任何生物体内置的无线传防以及人们日常生活的各个领域中展现出前所未有的应用前景-然而，纳米技术发展到今日，大量的研$%%&5%85$$收到4!SI10/：M(@3A-,13ATIHD-A1)D2

8、(-DG.!"#卷（$%%&年）’’期!!!!!!!!!!!!!())*：++,,,-,./0-12-23·987·特约专稿感器都需要电源，一般来说，这些传感器的电源都是垒，因而无法实现电荷积累到释放这一转变过程&因直接或者间接来源于电池&如果这些传感器能从生此，虽然目前有部分研究利用常规压电材料作电源，物体内自己给自己提供电源，从而实现器件和电源但都需要一个复杂的外接电路来实现电荷的积累，的同时小