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柔性和半透明的PZT薄膜增强了组成梯度异质结构用于人体监测( Flexible and translucent PZT films enhanced by the compositionally graded heterostructure for human body monitoring )
D Zou S Liu C Zhang Y Hong Z Yang
作为一种典型的铁电材料，具有均匀成分的PbZr1xTix O3（PZT）薄膜在自供电柔性电子器件中的应用受到了广泛的关注。由于应变梯度引起的一些新现象，如磁滞回线的移动、内置电场的产生、畴壁运动的增强，成分梯度PZT薄膜的设计（即人工控制一层薄膜中不同成分层中的Zr/Ti比）显示出巨大的潜力。然而，成分梯度异质结构对压电响应的影响及其在器件水平上的性能很少被研究。为了填补这一知识空白，我们制备了具有成分梯度结构的PZT薄膜，并在此基础上制造了柔性压电纳米发电机。此外，我们探索了2D云母作为PENGs的衬底，并避免了通常使用的昂贵和麻烦的激光提升或蚀刻转移程序。与1 m厚的PZT薄膜集成的PENG原型是柔性的、半透明的，并且在不同的机械刺激下显示出高电响应。实验表明，其中Zr成分从底部附近的20%变化到顶部的80%，升级的PZT薄膜优于降级的对应物。当弯曲90°时，升级后的PENG实现了2 V的最大电压响应和10.0μa/cm的电流密度。本工作表明，应变调谐的成分梯度结构是提高PENG性能的有效方法。
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