可穿戴电子系统的快速发展需要一种可持续的能源,这种能源可以从周围环境中获取能量,而不需要频繁充电。压电聚合物薄膜具有柔韧性、良好的压电性,以及由于其固有极化而具有的与环境无关的稳定性能,是制造压电纳米发电机 (PENG) 以从环境中获取机械能的理想选择。然而,由于分子极化和不可拉伸性,它们的大部分应用仅限于基于 3-3 方向压电效应的按压模式能量收集。在本研究中,通过在基于聚合物薄膜的 PENG 上 3D 打印拉胀结构,PENG 的弯曲变形可以转化为良好控制的平面内拉伸变形,从而实现 3-1 方向压电效应。首次将膨胀结构的同向弯曲效应应用于柔性能量收集装置,使以前未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置,并将 PENG 的弯曲输出电压提高了 8.3 倍。膨胀结构辅助的 PENG 还被证明是一种传感器,可通过安装在人体和软机器人手指的不同关节上来感应弯曲角度并监测运动。
Niobate(LN)由于其丰富的材料特性,包括二阶非线性光学,电光和压电性特性,因此一直处于学术研究和工业应用的最前沿。LN多功能性的另一个方面源于在LN中使用微型甚至纳米规模的精度来设计铁电域的能力,这为设计具有改进性能的设计声学和光学设备提供了额外的自由度,并且只有在其他材料中才有可能。在这篇评论论文中,我们提供了针对LN开发的域工程技术的概述,其原理以及它们提供的典型域大小和模式均匀性,这对于需要具有良好可重复性的高分辨率域模式的设备很重要。它还强调了每种技术对应用程序的好处,局限性和适应性,以及可能的改进和未来的进步前景。此外,审查提供了域可视化方法的简要概述,这对于获得域质量/形状至关重要,并探讨了拟议的域工程方法的适应性,用于新兴的薄膜尼型乳核酸杆菌在绝缘剂平台上的薄膜,从而创造了下一个构成稳定范围和范围的集成范围和范围范围的范围和范围范围的范围。
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说,我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料,执行对称性适应的 DFT 模拟,以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为,沿两个主方向具有相似的系数,TMT 的值比石墨烯大五倍。此外,我们发现了挠曲电效应的电子起源,该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性,代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同,它不限于非中心对称的材料,即不具有反演对称性的晶格结构,与电致伸缩相反,它允许通过反转电场来反转应变,并允许感测额外的
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说,我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料,执行对称性适应的 DFT 模拟,以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为,沿两个主方向具有相似的系数,TMT 的值比石墨烯大五倍。此外,我们发现了挠曲电效应的电子起源,该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性,代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同,它不限于非中心对称的材料,即不具有反演对称性的晶格结构,与电致伸缩相反,它允许通过反转电场来反转应变,并允许感测额外的
1。引言电力是现代生活的基石,对于工业运营和日常活动至关重要。它为房屋,企业和基础设施提供动力,这使得没有它的世界几乎是不可思议的。然而,全球人口不断增长和传统能源的耗竭造成了巨大的能源困境。从历史上看,化石燃料一直是能源的主要来源。尽管它们曾经充足的可用性和上能量产量,但化石燃料还是有限的,其解开的使用构成了严重的环境和经济挑战。随着化石燃料储备的减少,对可持续和可再生能源的需求变得越来越紧迫。这种紧迫的需求激发了能源收集领域的兴趣和创新,尤其是通过诸如压电等技术。压电性是一个奇迹,在其中无法重新推销的材料会产生电力学费,以响应不浪漫的机械应力。可以利用这种效果从机械运动中产生电能,例如车辆在道路上施加的压力。压电材料产生的电压随时间变化,导致连续的电流(AC)信号。此信号是未驱动和反重率效应的表现。当机械应力产生电荷时,不配意的压电效应就会发生,而当电场诱导材料中的机械应变时,反向效应就会发生。压电技术比其他能源收集方法具有多个优点
Ambikapur-497001,印度Chhattisgarh,4 M.Sc.-Student,化学系,Pt。Ravishankar Shukla大学,Raipur,Chhattisgarh摘要:这项研究研究了掺杂的钛酸钡(Batio 3)陶瓷的结构,介电和光学性质,突显了它们用于高级电子应用的潜力。钛酸钡是一种突出的铁电材料,以系统的方式与各种元素一起掺杂,以改善其功能属性。通过X射线衍射(XRD)的方式描述了晶体结构和相位发展,展示了掺杂如何影响晶格参数和相位稳定性。介电特征,例如损失切线和介电常数,揭示了掺杂剂对介电行为和铁电特性的影响。光学研究,包括UV-VIS光谱法检查了带隙和光透射率,这对于光电子用途至关重要。发现,靶向掺杂可以有效地改变钛酸钡陶瓷的结构,介电和光学特性,使其非常适合电容器,传感器和其他电子设备。这项研究为优化钛酸钡陶瓷提供了宝贵的见解,以在各种技术应用中实现卓越的性能。也已经观察到某些掺杂剂减少了带隙的能量,从而导致更好的光学透明度和可调折射率,这对于光电应用非常有价值。关键字:钛盐(Batio 3),掺杂陶瓷,介电特性,光学特性,1。引言钛酸钡(Batio 3)钙钛矿结构的陶瓷,由于其出色的介电,铁电和压电性特性,一直是电子应用中的基础材料[1]。这些独特的特征使Batio 3在各种电子设备中必不可少,包括多层陶瓷电容器(MLCC),热敏电阻,执行器和传感器[4]。该材料的高介电常数和可调节的铁电特性对电容器特别有益,在该电容器中,有效的能量存储至关重要[10]。但是,随着电子技术的发展,越来越多的需求以进一步增强和优化Batio 3的内在特性,以满足
大型垂直压电性,5–7可调节带隙,8,9和大型Dzyaloshinskii – Moriya互动(DMI)。10,11因此,近年来,2d Janus材料在纳米科学和纳米技术方面受到了广泛关注。迄今为止,已经在实验中发现了几种磁性janus材料或从理论上预测。例如,他等人。预测,基于CR的Janus Mxene Monolayers CR 2 CXX 0(x,x,x 0 = h,f,cl,br,oh)的NE´EL温度最高为400K。12同样,Akgenc等人。预测基于CR的Janus MXENE的单层CRSCC中的居里温度为1120 K,这表明对未来的Spintronic应用提出了承诺的候选者。13 Jiao等。 提出了新的2d Janus Cr 2 O 2 Xy(X = Cl,Y = Br/I)单层,并研究了使用菌株从铁磁到抗铁磁状态的相过渡,提出Cr 2 O 2 XY作为旋转型应用的潜在材料。 14此外,Zhang等人。 预测具有较大山谷极化的高度稳定的室温磁磁性janus vsse单层,在Valleytronics V(S,SE)2中具有潜在的应用。 15研究13 Jiao等。提出了新的2d Janus Cr 2 O 2 Xy(X = Cl,Y = Br/I)单层,并研究了使用菌株从铁磁到抗铁磁状态的相过渡,提出Cr 2 O 2 XY作为旋转型应用的潜在材料。14此外,Zhang等人。 预测具有较大山谷极化的高度稳定的室温磁磁性janus vsse单层,在Valleytronics V(S,SE)2中具有潜在的应用。 15研究14此外,Zhang等人。预测具有较大山谷极化的高度稳定的室温磁磁性janus vsse单层,在Valleytronics V(S,SE)2中具有潜在的应用。15研究
(1)Zuo,G。; Linares,M。; Upreti,t。; Kemerink,M。有机半导体中水诱导的陷阱能量的一般规则。自然材料2019,18,588593。https://doi.org/10.1038/s41563-019-019-0347-y。(2)Scheunemann,d。; Vijayakumar,V。; Zeng,H。; Durand,P。; Leclerc,n。; Brinkmann,M。; Kemerink,M。摩擦和绘画:改善有机半导体热电功率因子的通用方法?高级电子材料2020,6(8),2000218。https://doi.org/10.1002/aelm.202000218。(3)Xu,K。;太阳,h。 Ruoko,T.-P。; Wang,G。; Kroon,R。; Kolhe,N。B。; puttisong,y。刘x。 Fazzi,D。; Shibata,K。;杨,C.-y。;太阳,n。 Persson,G。; Yankovich,A。b。; Olsson,E。; Yoshida,H。; Chen,W。M。; Fahlman,M。; Kemerink,M。; Jenekhe,S.A。; Müller,c。 Berggren,M。; Fabiano,S。全聚合物捐赠者受体异质膜中的地面电子转移。nat。mater。2020,19,738744。https://doi.org/10.1038/s41563-020-020-0618-7。(4)Kompatscher,A。; Kemerink,M。关于有效温度seebeck棘轮的概念。应用。物理。Lett。 2021,119(2),023303。https://doi.org/10.1063/5.0052116。 (5)Derewjanko,d。; Scheunemann,d。; Järsvall,E。; Hofmann,A。I。; Müller,c。 Kemerink,M。定位在高掺杂浓度下提高了电导率。 高级功能材料N/A(N/A),2112262。https://doi.org/10.1002/adfm.202112262。 (6)Upreti,t。;威尔肯(Wilken)张,h。 Kemerink,M。光生荷载体的缓慢松弛会增强有机太阳能电池的开路电压。 J. Phys。 化学。Lett。2021,119(2),023303。https://doi.org/10.1063/5.0052116。(5)Derewjanko,d。; Scheunemann,d。; Järsvall,E。; Hofmann,A。I。; Müller,c。 Kemerink,M。定位在高掺杂浓度下提高了电导率。高级功能材料N/A(N/A),2112262。https://doi.org/10.1002/adfm.202112262。(6)Upreti,t。;威尔肯(Wilken)张,h。 Kemerink,M。光生荷载体的缓慢松弛会增强有机太阳能电池的开路电压。J. Phys。 化学。J. Phys。化学。Lett。 2021,12(40),98749881。https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c02235。 (7)Urbanaviciute,i。; Garcia-Iglesias,M。; Gorbunov,A。; Meijer,E。W。; Kemerink,M。基于硫酰胺的超分子有机盘中的铁晶和铁晶和负压电性。 物理。 化学。 化学。 物理。 2023,25(25),1693016937。https://doi.org/10.1039/d3cp00982c。 (8)Wang,Y。; Yu,J。;张,r。 Yuan,J。; Hultmark,S。;约翰逊,C。E。; N. Pallop; Siegmund,b。 Qian,d。;张,h。 Zou,Y。; Kemerink,M。; Bakulin,A。 a。; Müller,c。 Vandewal,K。; Chen,X.-K。; Gao,F。三元有机太阳能电池中开路电压的起源和设计规则,以最大程度地减少电压损耗。 NAT Energy 2023,8,111。https://doi.org/10.1038/S41560-023-01309-5。 (9)Scheunemann,d。;戈勒,c。托尔曼(C。) Vandewal,K。; Kemerink,M。对有机太阳能电池性能的平衡或非平衡意义。 高级电子材料2023,9(10),2300293。https://doi.org/10.1002/aelm.202300293。 (10)Dash,a。; Guchait,S。; Scheunemann,d。; Vijayakumar,V。; Leclerc,n。; Brinkmann,M。;Lett。2021,12(40),98749881。https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c02235。(7)Urbanaviciute,i。; Garcia-Iglesias,M。; Gorbunov,A。; Meijer,E。W。; Kemerink,M。基于硫酰胺的超分子有机盘中的铁晶和铁晶和负压电性。物理。化学。化学。物理。2023,25(25),1693016937。https://doi.org/10.1039/d3cp00982c。(8)Wang,Y。; Yu,J。;张,r。 Yuan,J。; Hultmark,S。;约翰逊,C。E。; N. Pallop; Siegmund,b。 Qian,d。;张,h。 Zou,Y。; Kemerink,M。; Bakulin,A。a。; Müller,c。 Vandewal,K。; Chen,X.-K。; Gao,F。三元有机太阳能电池中开路电压的起源和设计规则,以最大程度地减少电压损耗。NAT Energy 2023,8,111。https://doi.org/10.1038/S41560-023-01309-5。 (9)Scheunemann,d。;戈勒,c。托尔曼(C。) Vandewal,K。; Kemerink,M。对有机太阳能电池性能的平衡或非平衡意义。 高级电子材料2023,9(10),2300293。https://doi.org/10.1002/aelm.202300293。 (10)Dash,a。; Guchait,S。; Scheunemann,d。; Vijayakumar,V。; Leclerc,n。; Brinkmann,M。;NAT Energy 2023,8,111。https://doi.org/10.1038/S41560-023-01309-5。(9)Scheunemann,d。;戈勒,c。托尔曼(C。) Vandewal,K。; Kemerink,M。对有机太阳能电池性能的平衡或非平衡意义。高级电子材料2023,9(10),2300293。https://doi.org/10.1002/aelm.202300293。(10)Dash,a。; Guchait,S。; Scheunemann,d。; Vijayakumar,V。; Leclerc,n。; Brinkmann,M。;
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
