利用预热水热氧化锌纳米棒/石墨烯/氧化锌纳米棒外延双异质结的机压电纳米发电机的研制
Summary
一步法制备方法获得独立的外延双异质结构呈现。这种方法可以实现的ZnO覆盖率比外延单异质结构的更高的数密度，导致了压电纳米发电机具有增加输出电性能。
Abstract
那么对齐ZnO纳米结构已经深入研究过了显着的物理特性和巨大的应用在过去的十年。这里，我们描述一个一步法制造技术制合成独立式的ZnO纳米棒/石墨烯/氧化锌纳米棒双异质结构。双异质结构的制备是通过使用热化学气相沉积（CVD）和预热水热技术进行。此外，该形态性质通过使用扫描电子显微镜（SEM）。独立式双异质结构的效用表现为制造压电纳米发电机。电输出提高至200％相比，由于ZnO纳米棒的顶部和石墨烯的底部阵列之间的压电的耦合效应的单个异质结构。这种独特的双异质结构有巨大潜力的电气和光 – 电应用在需要高数密度与纳米棒的比表面积装置，如压力传感器，免疫传感器和染料敏化太阳能电池。
Introduction
最近，便携式和可佩戴电子设备成为舒适的生活由于纳米技术的发展，这导致对于在微瓦到毫瓦的范围内的功率源的巨大需求的一个基本要素。可观的方法用于便携式和可穿戴设备的电源已经由可再生能源来实现，包括太阳能1,2-，3,4-热和机械源5,6。压电纳米发生器已被深入研究，作为可能的候选用于从环境中，如沙沙叶片7，声波8和人类被9运动能量采集设备之一。主原理的纳米发生器底层是压电潜力和介电材料作为阻挡之间的耦合。在应变材料中产生的压电势引起流经外部CIRC瞬变电流UIT，这在压电和介电材料之间的界面平衡的潜力。纳米发电机的性能将通过使用压电材料的纳米结构，由于在高应力和响应速度下的鲁棒性的鲁棒性，微小的变形10得到改善。
一维氧化锌纳米结构是一种很有前途的组件压电材料在纳米发电机由于其吸引人的特性， 例如 ，它的高压电（26.7分/ V）11，光学透明度12，和浅显的合成用化学方法13。种植了完全一致的ZnO纳米棒的水热方法受到很大的关注，因为成本低，环保的合成和潜在的易结垢起来。此外，预热水热技术是容易控制的实验条件下，从而导致多种新颖的纳米结构，如nanoleaves 14，纳米花15和纳米管16。新颖的纳米结构使在电气和光电装置只要材料的高比表面积要求的性能具有有益效果。
在这个协议中，我们描述了实验方法合成更新颖的纳米结构（即，独立的双异质结构）。的ZnO纳米棒的在石墨烯和聚对苯二甲酸乙酯（PET）的基底之间的界面生长导致自升在ZnO纳米棒/石墨烯单异质结构，得到了独立的双异质结构。此外，这种独特的纳米结构的电子和光电器件的可行的应用证明了制造压电纳米发电机。独立式的双异质结构不仅提供高的比表面积，而且纳米棒的给定区域中高数量密度。这种独特的纳米结构具有巨大的强效IAL为电气和光 – 电装置，如压力传感器，免疫传感器和染料敏化太阳能电池的应用程序。
Protocol
Representative Results
Discussion
请注意，高品质（> 99.8％，退火）的Cu箔的应被视为一个基板单层石墨烯的成功生长。否则，单个石墨烯层是不均匀地在Cu箔长大，导致显着地减少在石墨烯的导电性。阿1小时退火的高温将有助于Cu箔结晶从Cu箔的任何污染物的提高以及去除。
的ZnO纳米棒的生长依赖于用于预热水热条件，因此，最佳浓度，温度和时间的增长必须仔细进行校准。六水合硝酸锌和HMT的浓度决定?…
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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