铌酸钾钠无铅压电纳米棒阵列的自供电 紫外敏感特性研究

摘要：

采用水热合成技术生长铌酸钾钠(KNN)纳米棒阵列,研究KNN纳米棒阵列的压电响应、光吸收特性和紫外光辐照下的压电发电性能.结果表明,在190℃的水热反应下,可在[100]取向的钛酸锶单晶衬底上生长出沿正交相[110]取向的KNN纳米棒阵列.单根KNN纳米棒的径向压电常数约为56 pm/V.此外,KNN纳米棒阵列对360 nm以下的紫外光具有较强吸收,且吸收峰位于245 nm处.将纳米棒阵列进行封装,可构成垂直结构的压电发电器件.在作用力为8 N、频率为3 Hz的垂直敲击作用下,纳米棒阵列在黑暗环境中可产生峰峰值为8.11 V的交流脉冲电压,且输出电压峰峰值会随器件所受紫外辐照的波长和功率的变化而发生改变,呈显著自供电的紫外光敏特性.其中,当光功率为0.25 mW/cm2、紫外光波长从310 nm降低至265 nm时,器件输出电压峰峰值由7.87 V降低至7.64 V.当紫外光波长为310 nm,光功率提高至3.25 mW/cm2时,器件峰峰值降低至7.54 V.KNN纳米棒阵列这种自供电紫外敏感特性,可归因于紫外光照射下KNN纳米棒中光生载流子在压电势作用下的重新分布对压电势的屏蔽效应所致.

关键词：紫外传感器、压电发电、无铅压电、铌酸钾钠、自供电

所属期刊栏目：41

分类号：O434(光学)

资助基金：国家自然科学基金11504099,11474088

在线出版日期：2019-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：626-630