예열 열수를 사용하여 Piezoelectrical 나노 발전기에 대한의 ZnO 나노 막대 / 그래 핀 / ZnO의 나노로드 에피 택셜 더블 헤테로 구조의 제조
Summary
자립 택셜 더블 헤테로 구조를 얻기위한 한 단계 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 증가 된 성능과 출력 전기 압전 나노 발전기로 이어지는 단일 헤테로 에피보다 높은 수밀도 ZnO에 커버리지를 달성 할 수 있었다.
Abstract
잘 정렬 된 ZnO 나노 구조를 집중적으로 뛰어난 물리적 특성과 엄청난 응용 프로그램에 대한 지난 10 년 동안 연구되어왔다. 여기서는 된 ZnO 나노 막대 / 그라 / 산화 아연 나노 막대 이종 이중 자립 합성 한 단계 제조 기술을 설명한다. 더블 헤테로 구조의 제조는 열 화학적 기상 증착 (CVD)을 사용하여 기술 및 열수를 예열함으로써 수행된다. 또한, 형태 학적 특성은 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하는 것을 특징으로 하였다. 이중 헤테로 자립의 유틸리티는 압전 나노 발전기 제조에 의해 입증된다. 전기 출력은 상단과 하단에 그래 핀의 ZnO 나노 막대 어레이 사이 압전성의 커플 링 효과로 인해 단일 헤테로 구조에 비해 200 %까지 향상된다. 이 독특한 이중 헤테로 구조는 전기 및 광전기의 애플리케이션을위한 엄청난 잠재력을 가지고이러한 압력 센서, 바이오 센서 및 면역 염료 감응 태양 전지와 같은 많은 수의 나노로드의 밀도와 비 표면적이 필요한 장치.
Introduction
최근 휴대용 전자 기기 및 착용 형 장치는 밀리 와트 마이크로 와트 범위의 전력 원에 대한 엄청난 수요 결과 나노 기술 개발에 힘 입어 쾌적한 생활을위한 필수적인 요소가되었다. 휴대용 장치 및 착용 형 전원 상당한 접근법 3,4- 태양열 에너지 1,2-, 5,6- 및 기계적 소스 포함한 재생 에너지에 의해 달성되었다. 압전 나노 발전기는 집중적 같은 잎 (7), 음파 (8)과 인간의 9 인의 이동을 쳐다 봅니다 같은 환경에서 에너지 수확 장치에 대한 가능한 후보 중 하나로 연구되고있다. 나노 발전기를 기초 기본 원리는 압전 장벽 전위와 유전체 사이의 결합이다. 스트레인 된 재료에서 발생하는 압전 전위는 외부 CIRC 흐르는 과도 전류를 유도압전체와 유전체 사이의 계면에서의 전위의 균형 UIT. 나노 발전기의 성능에 의한 변형이 작은 열 응력이 높은 견고성과 응답하에 아래 견고성으로 압전 재료의 나노 구조물을 이용하여 개선 될 것이다.
일차원 산화 아연 나노 구조물 인해 예 매력적인 특성에 나노 발전기의 압전 재료에 대한 유망한 성분이고, 높은 압전성 (26.7 PM / V) (11), 광 투명도 (12) 및 화학 공정 (13)을 사용하여 용이 한 합성. 잘 정렬 된 ZnO 나노 막대를 성장 열수 방식으로 인해 쉽게 스케일링까지 낮은 비용, 환경 친화적 인 합성과 가능성에 큰 관심을 받는다. 또한, 예열 열수 nanoleaves 기술은 나노 구조물 (14)의 신규 한 많은 종류의 결과, 실험 조건에서 쉽게 제어 가능한,15 nanoflowers 16 나노 튜브. 새로운 나노 물질의 높은 비 표면적이 요구되는 곳과 광 · 전기 기기의 성능에 대한 유리한 효과를 가능하게한다.
이 프로토콜에서는, 우리는 (이중 헤테로 자립, 즉) 더 새로운 나노 구조의 합성 실험 절차에 대해 설명합니다. 그래 핀, 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET) 기판 사이의 계면에서의 ZnO 나노로드의 성장은 독립형 이중 헤테로 구조를 산출, 잭업의 ZnO 나노 막대 / 그래 핀 단일 헤테로 구조로 연결됩니다. 또한, 전자 및 광 · 전기 장치에 대한이 독특한 나노 구조의 가능한 응용 프로그램은 압전 나노 발전기 제조에 의해 입증된다. 자립 더블 헤테로 구조는 높은 비 표면적 아니라 주어진 영역에서 나노로드의 높이 수밀도까지도 제공한다. 이 독특한 나노 구조는 강력한 엄청난이이러한 압력 센서, 바이오 센서 및 면역 염료 감응 태양 전지와 같은 전기 및 광전기 장치의 애플리케이션에 IAL.
Protocol
Representative Results
Discussion
단일 층 그래 핀의 성공적인 성장을위한 기판으로 고려되어야한다 고품질 (> 99.8 %, 어닐링) 구리 호일 있습니다. 그렇지 단층 그래 핀은 그래 핀의 균일 극적 전도도 감소로 이어지는 구리 포일 위에 성장하지 않는다. 높은 온도에서 1 시간 어닐링은 구리 호일에서 어떤 오염 물질의 구리 호일 결정의 개선뿐만 아니라 제거 도움이 될 것이다.
산화 아연 나노 막대의 성장이 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIP) (No.2014R1A2A1A11051146). This work was also supported by National Research Foundation of Korea Grant funded by the Korean Government (NRF-2014R1A1A2058350).
Materials
| Cu foil | Alfa Aesar | 13382 | |
| poly(methyl methacrylate) (PMMA) | Aldrich | 182230 | |
| zinc nitrate hexahydrate | Sigma-Aldrich | 228732 | |
| hexamethylenetetramine (HMT) | Sigma-Aldrich | 398160 | |
| polyethylenimine (PEI) | Sigma-Aldrich | 408719 | |
| indium tin oxide (ITO) coated PET | Aldrich | 639303 | |
| Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Sylgard 184 a, b | |
| Nickel Etchant Type1 | Transene Company | 41212 |
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