生化学と分析生化学

概要

大型 ZnO 薄膜におけるナノサイズに関連した圧電効率、自己発電型医療機器への応用の可能性

YuTong Li、Zhiqang Gao、Wei Wei Qin、Qiu Jun Wen、Ma Xian Jun、Wei Du、Xiaoqiang Chen、Hu Xue Feng、Wei Zhang

異なる粒径を持つ大面積圧電 ZnO 膜が、550 ～ 700°C の異なるアニール温度を使用してゾルゲル法で合成されました。堆積した膜の圧電効率 (PE) は、圧電力顕微鏡 (PFM) で特性評価されます。合成されたすべての膜は結晶構造を示します。X 線回折で特性評価した [0002] の岩石曲線の幅は、アニール温度とともに減少します。これは、より高いアニール温度でより良好な c 軸配向 ZnO 膜が形成されることを示唆しています。成長した膜の粒径は、アニール温度が 550 ～ 700°C に上昇すると、20 ～ 60 nm に連続的に増加することがわかりました。膜の圧電効率 (PE、d33) は、強い粒径依存性を示します。つまり、PE は最初はアニール温度とともに増加し、その後、アニール温度がさらに上昇すると減少します。最大 PE 値は、650°C でアニールした膜で現れます。特異な圧電特性 (d33) は、強化された双極子分極によりより大きな d33 が有利となる結晶と、ドメイン壁のサイズと動きにより大きな粒径で圧電力が解放される粒径との競合によって説明できます。