Herstellung von ZnO-Nanostäbchen / Graphene / ZnO-Nanostäbchen Epitaxial Doppelheterostruktur für Piezoelektrische Nanogenerator mithilfe Vorwärmen Hydrothermale

Vor kurzem wurde die tragbaren und Wearable-Electronics-Geräte ein wesentliches Element für ein komfortables Leben auf Grund der Entwicklung der Nanotechnologie, die in den enormen Anforderungen an eine Stromquelle im Bereich von Mikrowatt bis Milliwatt führt. Erhebliche Ansätze für die Stromversorgung von tragbaren und tragbare Geräte wurden durch die erneuerbaren Energien erreicht werden, darunter Solarenergie ^{1,2, 3,4} thermische und mechanische Quelle ^5,6. Piezoelektrische Nanogenerator wurden intensiv als einer der möglichen Kandidaten für Energiegewinnungsvorrichtung aus Umgebungen, wie Rascheln der Blätter ^7, Schallwelle ⁸ und die Bewegung der Mensch ⁹ untersucht. In erster Linie gilt die Nanogenerator zugrunde, die Kupplung zwischen dem piezoelektrischen Potential und das dielektrische Material als eine Barriere. Der piezoelektrische Potenzial im gespannten Materials erzeugt induziert die Übergangsstrom, der durch den externen circ fließtuit, was das Potential an der Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen und dielektrischen Materials ausgleicht. Die Leistung der Nanogenerator würde, indem Nanostruktur aus piezoelektrischem Material durch Robustheit unter Robustheit unter hoher Belastung und Reaktionsfähigkeit, um winzige Verformung ¹⁰ verbessert werden.

Eindimensionale Zinkoxid Nanostruktur ist eine vielversprechende Komponente für piezoelektrische Materialien in Nanogenerator aufgrund seiner attraktiven Eigenschaften, zB ihre hohe Piezoelektrizität (26,7 pm / ^V) 11, optische Transparenz ^{12 und} einfache Synthese unter Verwendung chemischer Prozess ^13. Hydrothermale Ansatz für das Wachstum der ZnO-Nanostäbchen gut ausgerichtet erhält eine große Aufmerksamkeit wegen der niedrigen Kosten, umweltfreundliche Synthese und Potenzial für die einfache Skalierung auf. Darüber hinaus ist die hydrothermale Vorwärmen Technik experimentelle Bedingung leicht kontrollierbar, was in vielen Arten der neuen Nanostrukturen, wie beispielsweise Nanoblätter ^14,Nanoblumen ¹⁵ und Nanoröhren ^16. Die erfindungsgemäßen Nanostrukturen ermöglichen eine vorteilhafte Wirkung auf die Leistung der elektrischen und optoelektrischen Vorrichtungen, wo die hohe spezifische Oberfläche des Materials gefordert ist.

In diesem Protokoll beschreiben wir die experimentellen Verfahren für die Synthese von mehreren erfindungsgemäßen Nanostruktur (dh freistehende Doppelheterostruktur). Das Wachstum der ZnO-Nanostäbchen an der Schnittstelle zwischen dem Graphen und Polyethylenterephthalat (PET) -Substrat führt zur selbstmontierende die ZnO-Nanostäbchen / Graphen Einfachhetero, wodurch die freistehende Doppelheterostruktur. Weiterhin ist die Anwendung möglich dieses einzigartigen Nanostruktur für elektronische und optoelektrischen Vorrichtungen durch Herstellung einer piezoNanoGenerator demonstriert. Freistehenden Doppelheterostruktur nicht nur eine hohe spezifische Oberfläche, sondern auch eine hohe Anzahldichte der Nanostäbchen in einem gegebenen Gebiet. Diese einzigartige Nanostruktur hat eine enorme potentenial für Anwendungen von elektrischen und optoelektrische Vorrichtungen, wie Druckfühler, Immuno-Biosensors und farbstoffsensibilisierte Solarzellen.