生物化学与分析生物化学

抽象的

大型 ZnO 薄膜中纳米尺寸相关的压电效率，具有自供电医疗设备应用的潜力

李雨桐、高志强、秦伟、邱俊文、马贤俊、杜伟、陈小强、胡雪峰、张伟

采用溶胶-凝胶技术在550至700°C之间的不同退火温度下合成了具有不同晶粒尺寸的大面积压电ZnO薄膜。通过压电力显微镜（PFM）表征了这些沉积薄膜的压电效率（PE）。所有合成的薄膜都表现出晶体结构。由X射线衍射表征的[0002] Rock曲线的宽度随退火温度的升高而减小，表明在较高退火温度下形成的ZnO薄膜的c轴取向更好。当退火温度从550°C升高到700°C时，生长薄膜的晶粒尺寸从20nm连续增加到60nm。薄膜的压电效率（PE，d33）表现出强烈的晶粒尺寸依赖性，即PE最初随退火温度的升高而增加，然后随着退火温度的进一步升高而降低。最大 PE 值出现在退火温度为 650°C 的薄膜中。特殊的压电性能 (d33) 可以通过结晶和晶粒尺寸之间的竞争来解释，结晶有利于较大的 d33，因为增强了偶极子极化，而晶粒尺寸会导致由于畴壁尺寸和运动而在大晶粒尺寸下释放压电力。