壓電效應和熱釋電效應
常用的材料:
- ZnO,
- PZT lead ziconate titanate,
- PMN-PT lead magnesium niobate-lead titanate,
上邊都是無機的
下邊應該是有機的吧 - PVDF及其聚合物 polyvinylidene fluoride or its copolymers
電紡絲工藝能生產P(VDF-TrFE) 但是很複雜且昂貴。
微納米打印工藝: nanoimprinting。
The freestanding nanowire array was synthesized by nanoimprinting via infiltration of P(VDF-TrFE) polymer melt into the anodic aluminum oxide (AAO) nanochannels and subsequent removal of the template
優點:能通過商業中獲取不同大小的納米模板
製備
A, 材料準備
10 wt% 的PVDF溶液,
將P(VDF-TrFE)粉末加入到DMF中,在60攝氏度下攪拌1h。
在Kapton基底上濺射一層Au(使用explorer multi-target sputtering system (Denton Vacuum)),之後在丙酮,酒精,去離子水中清洗,之後乾燥。
將溶液spin-coating到Au-Kapton基底上,500r/min 60s
之後再120攝氏度下乾燥2h取出DMF溶液。
商用的AAO納米多孔模板, 400nm孔徑,5um孔長
最後導電聚合物PEDOT:PSS 1wt%, 做上表面電極
B, 材料製備
先將P(VDF-TrFE) 旋塗到基底上 4-5um,之後蒸發溶劑DMF。
將AAO模板輕壓到P(VDF-TrFE)薄膜上,在170攝氏度下維持1h,比P(VDF-TrFE)的熔點稍微高一點。
之後再120度下退火1h得到結晶體,之後緩慢冷卻到室溫。
最後將AAO溶解掉:
- 在2mol/L的CuCl2水溶液和 36wt%的HCl溶液混合溶液下,兩者體積比爲(2:1), Al的厚度~200um,在5-6min後可完全去除。
- 在4mol/L的NaOH溶液中 30-40min中溶解氧化鋁
之後在納米微陣列上 spin-coater 1000r/min 一層PPMA 防止短路
spinning 一層導電PEDOT:PSS,增加50MV/m的電壓來沿垂直方向極化
結構:
- Au/Kapton, which acts as the bottom electrode,
- P(VDF-TrFE) nanowire array as the piezoelectric
- pyroelectric material and PEDOT: PSS conducting polymer as the top electrode, as shown in Fig. 1(e).