压电式纳米发电机的原理和潜在应用-ZLWangs.pdfVIP

特约专稿 压电式纳米发电机的原理和潜在应用 王! 中! 林4 （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 （!#$%’( )*$+*$ +, -+.+$$%+. ，/$0%. 1+(##2#$ 03 4$*5+0’0.6 ，7#’+# ，/7 %$ 5 %$6# ，8)7 ） （9$: %#;$+# 03 7,+*$, !#$%’( +, =+0#$*5+0’0.6 ，0’’$.$ 03 -+.+$$%+. ，?$@+. 8+$%(#6 ，A$B +. ’%%78 ’，5+ ） （=#0+’ $+#$% 3 0% =+0(*$+*$ +, 4$*5+0’0.6 ，A$B +. ’%%%7% ，5+ ） 12-()+’(3 3 D (1ED 2@3EDF)DG 313@H21/D ID2(13021/ D3DFAJ 03)@ D/D2)F021/ D3DFAJ KJ ID13H @L *0DM@D/D2)F02 M032 @N0GD 313@,0FD 1FF1JH- O(D 1/0A3DG 313@,0FDH 1FD GDL/D2)DG ,0)( 1 2@3G.2)0ED 1)@I02 L@F2D I02F@H2@*D )0* 03 2@3B )12) I@GD- O(D 2@.*/03A @L *0DM@D/D2)F02 13G HDI02@3G.2)03A *F@*DF)0DH 03 M032 @N0GD 2FD1)DH 1 H)F103 L0D/G 13G 2(1FAD HD*1F1)0@3 12F@HH )(D 313@,0FD 1H 1 FDH./) @L 0)H KD3G03A- O(D FD2)0LJ03A 31).FD @L )(D P2(@))QJ K1FF0DF L@FIDG KD),DD3 )(D ID)1/ )0* 13G )(D 313@,0FD /D1GH )@ D/D2)F021/ 2.FFD3) AD3DF1)0@3- O(D DLL020D32J @L )(0H *0DM@DB /D2)F02 *@,DF AD3DF1)@F 0H DH)0I1)DG )@ KD ’8 9 )@ %9 - O(0H 1**F@12( (1H )(D *@)D3)01/ @L 2@3EDF)