Preheating हाइड्रोथर्मल का उपयोग करके Piezoelectrical nanogenerator के लिए जेडएनओ के nanorod- / ग्राफीन / जेडएनओ के nanorod- Epitaxial डबल heterostructure की तैयारी
Summary
फ्रीस्टैंडिंग epitaxial डबल heterostructure प्राप्त करने के लिए एक कदम निर्माण विधि प्रस्तुत किया है। यह दृष्टिकोण एक उत्पादन में वृद्धि हुई बिजली के प्रदर्शन के साथ एक पीजोइलेक्ट्रिक nanogenerator के लिए अग्रणी epitaxial एकल heterostructure की है कि अधिक से अधिक संख्या घनत्व के साथ जेडएनओ कवरेज प्राप्त कर सकता है।
Abstract
अच्छी तरह से गठबंधन जेडएनओ nanostructures अधिकता उल्लेखनीय भौतिक गुणों और भारी अनुप्रयोगों के लिए पिछले एक दशक में अध्ययन किया गया है। यहाँ, हम जेडएनओ के nanorod- / graphene के / जेडएनओ के nanorod- डबल heterostructure freestanding संश्लेषण के लिए एक एक कदम निर्माण तकनीक का वर्णन है। डबल heterostructure की तैयारी थर्मल रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) का उपयोग और जलतापीय तकनीक preheating द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, रूपात्मक गुण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) का उपयोग करके विशेषता थे। डबल heterostructure freestanding की उपयोगिता पीजोइलेक्ट्रिक nanogenerator fabricating द्वारा प्रदर्शन किया है। बिजली के उत्पादन में शीर्ष और ग्राफीन के तल पर जेडएनओ nanorods की सरणियों के बीच piezoelectricity की युग्मन प्रभाव के कारण एक भी heterostructure की तुलना में 200% तक सुधार हुआ है। इस अनूठी डबल heterostructure बिजली और optoelectrical के अनुप्रयोगों के लिए एक जबरदस्त क्षमता हैइस तरह के दबाव सेंसर, इम्युनो biosensor और डाई अवगत सौर कोशिकाओं के रूप में उच्च संख्या घनत्व और के nanorod- की विशिष्ट सतह क्षेत्र की जरूरत है जहां उपकरणों,।
Introduction
हाल ही में, पोर्टेबल और पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों milliwatt को microwatt की रेंज में एक शक्ति के स्रोत के लिए जबरदस्त मांग में जो परिणाम नैनो विकास, के कारण एक आरामदायक जीवन के लिए एक अनिवार्य तत्व बन गया। पोर्टेबल और पहनने योग्य उपकरणों की शक्ति का स्रोत के लिए काफी दृष्टिकोण 3,4 सौर तापीय ऊर्जा 1,2, और यांत्रिक स्रोत 5,6 सहित अक्षय ऊर्जा से हासिल किया गया है। पीजोइलेक्ट्रिक nanogenerator अधिकता ऐसे पत्ती 7, ध्वनि तरंग 8 और मानव 9 होने का आंदोलन rustling के रूप में वातावरण से ऊर्जा संचयन डिवाइस के लिए संभावित उम्मीदवार के रूप में अध्ययन किया गया है। nanogenerator अंतर्निहित प्राथमिक सिद्धांत एक बाधा के रूप में पीजोइलेक्ट्रिक क्षमता और अचालक सामग्री के बीच युग्मन है। तनावपूर्ण सामग्री में उत्पन्न पीजोइलेक्ट्रिक संभावित बाहरी circ के माध्यम से बहती है कि क्षणिक मौजूदा लातीपीजोइलेक्ट्रिक और ढांकता हुआ सामग्री के बीच इंटरफेस में संभावित संतुलन जो यूआईटी,। nanogenerator के प्रदर्शन की वजह से छोटे विरूपण करने के लिए 10 उच्च तनाव और जवाबदेही के तहत मजबूती के तहत मजबूती के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री की nanostructure का उपयोग करके सुधार किया जाएगा।
एक-आयामी जिंक आक्साइड nanostructure कारण जैसे अपनी आकर्षक गुणों के nanogenerator में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के लिए एक होनहार घटक है, इसकी उच्च piezoelectricity (26.7 बजे / वी) 11, ऑप्टिकल पारदर्शिता 12, और रासायनिक प्रक्रिया 13 का उपयोग करके सतही संश्लेषण। अच्छी तरह से गठबंधन जेडएनओ के nanorod- बढ़ के लिए जलतापीय दृष्टिकोण के कारण आसान स्केलिंग अप के लिए कम लागत, पर्यावरण के अनुकूल संश्लेषण और क्षमता के लिए एक महान ध्यान प्राप्त करता है। इसके अलावा, preheating जलतापीय तकनीक ऐसी nanoleaves 14 के रूप में उपन्यास nanostructures की कई प्रकार की, जिसके परिणामस्वरूप में प्रयोगात्मक हालत में आसानी से चलाया हुआ है,15 nanoflowers और 16 नैनोट्यूब। उपन्यास nanostructures सामग्री की उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र की मांग की है जहाँ भी बिजली और Optoelectric उपकरणों के प्रदर्शन पर एक लाभदायक प्रभाव को सक्षम।
इस प्रोटोकॉल में, हम (डबल heterostructure freestanding, यानी) अधिक उपन्यास nanostructure के संश्लेषण के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं का वर्णन है। graphene और पॉलीथीन terephthalate (पीईटी) सब्सट्रेट के बीच इंटरफेस में जेडएनओ के nanorod- के विकास फ्रीस्टैंडिंग डबल heterostructure उपज, स्वयं को ऊपर उठाने जेडएनओ के nanorod- / graphene के एकल heterostructure की ओर जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक और Optoelectric उपकरणों के लिए इस अनूठी nanostructure के व्यावहारिक आवेदन एक पीजोइलेक्ट्रिक nanogenerator fabricating द्वारा प्रदर्शन किया है। फ्रीस्टैंडिंग डबल heterostructure एक उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, लेकिन यह भी एक दिए गए क्षेत्र में के nanorod- के एक उच्च संख्या घनत्व न केवल प्रदान करता है। इस अनूठी nanostructure शक्तिशाली एक जबरदस्त हैइस तरह के दबाव सेंसर, इम्युनो biosensor और डाई अवगत सौर कोशिकाओं के रूप में बिजली और optoelectrical उपकरणों के अनुप्रयोगों के लिए ial।
Protocol
Representative Results
Discussion
एकल परत ग्राफीन की सफल विकास के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में माना जाना चाहिए उच्च गुणवत्ता (> 99.8%, Annealed) घन पन्नी की कि कृपया ध्यान दें। अन्यथा, एकल परत graphene समान रूप से नाटकीय रूप से ग्राफीन की चालकता में कमी क…
Divulgazioni
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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