[发明专利]一种多叠层式纳米压电器件

说明书

本发明公开了一种多叠层式纳米压电器件，从下往上依次包括聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I、氧化锌纳米线阵列I、掺杂ZnO纳米颗粒PVDF纤维薄膜层、氧化锌纳米线阵列II和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II；所述聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II的一侧分别连接有一ITO栅电极，所述ITO栅电极上设有high‑k介质层。本发明具备良好的压电性能，结构稳定，体积小。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其是涉及一种多叠层式纳米压电器件。

背景技术

能源和环境保护是当今社会最为关心的问题，作为可进行机械能和电能互相转换的环保型功能材料，压电材料在高科技工业生产领域正发挥越来越重要的作用。随着科学技术的发展，超大规模集成电路的应用，电子器件小型化、便携化正成为发展趋势，与其配套的尺寸较小的电池及发电机越来越受到人们的重视，组成微米级自发电的纳米压电材料，具有工程安装简单、适用范围广、环保等优点，正在成为研究热点。

发明内容

本发明为了克服上述的不足，提供了一种多叠层式纳米压电器件，具备良好的压电性能，结构稳定。

本发明的技术方案如下：

一种多叠层式纳米压电器件，从下往上依次包括聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I、氧化锌纳米线阵列I、掺杂ZnO纳米颗粒PVDF纤维薄膜层、氧化锌纳米线阵列II和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II；所述聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II的一侧分别连接有一ITO栅电极，所述ITO栅电极上设有high-k介质层。

进一步地，所述聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II的厚度为1～5mm。

进一步地，所述氧化锌纳米线阵列I和氧化锌纳米线阵列II的厚度为0.1～1mm。

进一步地，所述high～k介质为Al₂O₃和HfO₂中的一种。

进一步地，所述掺杂ZnO纳米颗粒PVDF纤维薄膜层通过以下步骤制备所得：

将PVDF溶于丙酮和二甲基乙酰胺的混合溶液中，得到PVDF溶液；

将烘干后的ZnO纳米颗粒溶于丙酮和二甲基乙酰胺的混合溶液中后，在0.6MPa的压力下，与PVDF溶液在30～40℃的条件下混合搅拌均匀，得纺丝前驱体溶液；

利用静电纺丝设备将所述纺丝前驱体溶液制成厚度为0.01～0.05mm静电纺丝膜，烘干后，在110～120℃下加热2～3h，即得。

进一步地，所述丙酮和所述二甲基乙酰胺的混合溶液中，丙酮和二甲基乙酰胺的体积比为5∶7；所述PVDF溶液的质量分数为22％～26％。

本发明具有以下有益效果：

具备良好的压电性能，结构稳定，体积好。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明实施例一种多叠层式纳米压电器件的示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

以下实施例中，所述聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层I和聚偏氟乙烯/锡酸锌复合材料薄膜基层II通过以下方法制备所得：