一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其步骤包括：将碳化硅单晶片切割成碳化硅片，然后对碳化硅片进行超声清洗和化学腐蚀，除去碳化硅片表面的氧化物；以碳化硅片和石墨片分别作为阳极和阴极，在蚀刻溶液中通电进行阳极氧化，制得碳化硅纳米线阵列；对碳化硅纳米线阵列进行剥离，使碳化硅纳米线阵列的阵列层脱落；以剥离后的碳化硅纳米线阵列为压电材料构筑上下电极式的压电纳米发电机。本发明专利技术提供的一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，制备过程简单、输出性能优越。

A preparation method of piezoelectric Nanogenerator based on silicon carbide nanowire array

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法
本专利技术涉及无机非金属能源材料
，特别涉及一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法。
技术介绍
在科技水平飞速发展的今天，纳米技术作为一种新兴技术取得了长足进步，渗透到现代生活、医学和军事等各个领域，各种微纳电子设备和器件如纳米传感器、可植入式医疗纳米器件等均获得了广泛的应用。这些纳米尺度下的器件具有尺寸小、灵敏度高、性能强、成本低等优势，但大都需要通过外部电源供能来实现各项功能，而这些包括化学电池在内的外部电源不环保且很难实现持续性供电，成为限制纳米设备长效、广泛应用的瓶颈。2006年，以氧化锌纳米线为基的压电纳米发电机问世，王中林等人借助于原子力显微镜的探针使氧化锌纳米线形变发电，成功将环境中的机械能收集起来，并完成了机械能向电能的转化，由此为纳米器件的自供电提供了可能性。这种氧化锌纳米发电机的发电效率达到了17％ˉ30％，证明了纳米发电机供电的可行性，为纳米能源系统的构建提供了方法和思路，对纳米电子器件的自供电发展具有里程碑式的意义。目前，选用具有高压电系数的铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将碳化硅单晶片切割成碳化硅片，然后将碳化硅片超声清洗和化学腐蚀，除去碳化硅片表面的氧化物；/n以碳化硅片作阳极、石墨片作阴极，在蚀刻溶液中通电进行阳极氧化，在碳化硅片表面形成碳化硅纳米线阵列层；/n将碳化硅片表面的碳化硅纳米线阵列层剥离，使碳化硅纳米线阵列层脱落；/n以剥离得到的碳化硅纳米线阵列层为压电材料构筑上下电极式压电纳米发电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将碳化硅单晶片切割成碳化硅片，然后将碳化硅片超声清洗和化学腐蚀，除去碳化硅片表面的氧化物；
以碳化硅片作阳极、石墨片作阴极，在蚀刻溶液中通电进行阳极氧化，在碳化硅片表面形成碳化硅纳米线阵列层；
将碳化硅片表面的碳化硅纳米线阵列层剥离，使碳化硅纳米线阵列层脱落；
以剥离得到的碳化硅纳米线阵列层为压电材料构筑上下电极式压电纳米发电机。


2.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述碳化硅片的超声清洗是将碳化硅片依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗。


3.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述碳化硅片的化学腐蚀是将清洗后的碳化硅片浸没在氢氟酸溶液中腐蚀2-6min。


4.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述氢氟酸溶液中氢氟酸与乙醇的体积比为V氢氟酸:V乙醇＝1:1-3:1。


5.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述的通电进行阳极氧化的通电脉冲电流峰值设置为100-300mA，脉冲周期T设置为0.6-1.0ms、Toff＝0.3-0.5ms。


6.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线阵列基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述蚀刻溶液为氢氟酸、乙醇和过氧化氢的混合溶液，且所述氢氟酸、乙醇和过氧化氢的体积比为V氢氟酸:V乙醇:V过氧化氢＝(1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯新梅，周林林，杨涛，王恩会，陈俊红，李斌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11