[发明专利]压电驻极体薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种压电驻极体薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将聚合物溶液涂覆在具有纳米线的模板上，之后进行干燥；干燥后将该模板移除得到具有纳米线孔的第一聚合物膜；

（2）将步骤（1）干燥后的至少一个第一聚合物膜与第二聚合物膜结合形成空腔；以及

（3）通过极化使步骤（2）形成的空腔内上下表面分布相反电荷，从而形成压电驻极体薄膜。

2.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中空腔的宽度为50-500纳米，深度为100纳米-3微米，空腔间距为100-500纳米。

3.如权利要求1或2所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中步骤（1）所述的模板移除是通过将纳米线蚀刻进行移除。

4.如权利要求1-3任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中在步骤（1）所述具有纳米线的模板是垂直生长的硅纳米线模板或氧化锌纳米线阵列模板，所述纳米线的断面形状选自规则矩形、六边形、圆形或正方形。

5.如权利要求1-3任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中在步骤（1）所述具有纳米线的模板是垂直生长的硅纳米线模板或氧化锌纳米线阵列模板，所述纳米线的断面形状选自不规则的形状。

6.如权利要求1-5任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中步骤（1）中，聚合物的涂覆厚度大于纳米线的高度。

7.如权利要求1-6任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中所述聚合物选自如下聚合物组中的一种或几种：聚偏氟乙烯（PVDF）、氟化乙丙稀共聚物(FEP)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酞亚胺(PI)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。

8.如权利要求1-7任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中步骤（2）中结合的方式选自如下方式的一种或几种：层合、粘合、夹紧、钳夹、螺纹连接、铆接或/或焊接。

9.如权利要求1-8任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中所述 第一聚合物和第二聚合物材质相同。

10.如权利要求1-9任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中ZnO纳米线模板是通过如下方法制备得到的：通过水热法合成纳米阵列，之后对其加热退火，得到ZnO纳米线模板；其中Si纳米线阵列制备的方法是采用湿法刻蚀的方法，直接将干净的Si片在氟化氢和硝酸银的混合溶液中浸泡刻蚀，得到Si纳米线阵列。

11.如权利要求1-10任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中在步骤（2）后和步骤（3）之间，将气体冲入压电驻极体的空腔内，所述的气体优选纯氮气。

12.如权利要求1-11任一项所述的压电驻极体薄膜的制备方法，其中步骤（1）所述涂覆的方式是旋转涂覆或静电喷涂。

13.一种如权利要求1-12任一项所述的制备方法制备得到的压电驻极体薄膜。

14.一种压电驻极体薄膜，其特征在于，该薄膜包括具有纳米线孔的第一聚合物膜层（1），结合在至少一个第一聚合物膜层（1）的具有纳米线孔的表面上的第二聚合物膜层（3），在第一聚合物膜层（1）与第二聚合物膜层之间形成的空腔（2），以及通过极化形成分布于空腔上下表面的相反电荷；其中纳米线孔的形成是通过将聚合物溶液涂覆在具有纳米线模板上实现的。

15.如权利要求14所述的压电驻极体薄膜，其特征在于，其中空腔的宽度为50-500纳米，深度为100纳米-3微米，空腔间距为100-500纳米。

16.一种压电元件，其特征在于，包括至少一个权利要求13-15任一项所述的压电驻极体薄膜。