2026-01-15
图1，使用喷涂要领建造掺杂纳米颗粒的驻极体质料
为了提高驻极体质料的电荷不变性，于本论文中，研究团队提出了一种经由过程喷涂工艺，用在沉积纳米颗粒掺杂的驻极体质料，喷涂历程中引入的气泡及纳米颗粒都有助在保留驻极体质料中的空间电荷，以到达晋升外貌电荷不变性的目的。为了进一步验证喷涂要领对于驻极体持久电荷不变性的晋升，他们起首对于采用喷涂要领和传统旋涂法制备的三种差别驻极体质料样品别离置在塑料盒中于室温(25℃)及正常湿度(30-50% RH)下静置500天，举行了电荷的持久衰减测试。三种样品的外貌电位于前3天迅速降落，以后逐渐不变。14 天后，采用旋涂要领制备的样品1的外貌电位从1600 V降落到700 V, 500 天后不变于400 V摆布;该值仅为初始值的~25%。比拟之下，对于在喷涂的驻极体样品，颠末持久测试后，外貌电位始终连结于1100 V以上，试验成果证实了喷涂的并掺杂驻极体薄膜具备优良的持久电荷不变性。
图2，电荷二阶衰减模子曲线和试验拟合参数
研究团队也研究了驻极体薄膜于高温、高湿的卑劣情况下前提下的充电及电荷衰减历程。于试验数据的基础上，他们提出了一个二阶衰减模子来阐发驻极体电荷外貌电位的衰减。与传统的深阱模子差别，二阶衰减模子同时思量了驻极体质料的外貌电荷及空间电荷。从试验成果可以发明，该模子比传统深阱模子具备更高的拟合正确度。于二阶衰减模子的引导下，研究职员可以或许更正确地从机理上注释喷涂要领对于在驻极体电荷不变性晋升的缘故原由。
图3，基在MEMS工艺的驻极体微型能量收罗器建造流程和照片
此外，为了验证喷涂驻极体的运用远景，研究团队联合驻极体的喷涂要领，将喷涂工艺运用于了基在微电机体系（MEMS）加工工艺的微型静电能量收罗器中。该收罗器联合喷涂驻极体工艺，采用进步前辈的MEMS技能颠末光刻、刻蚀、溅射等工艺加工制造而成，尺寸仅有13 × 18 妹妹2，于21兆欧的匹配电阻下，输出能量可达11.72微瓦。患上益在喷涂驻极体工艺的应用，该微型能量收罗器于高温和高湿度的卑劣情况下依然可以不变事情，具备优秀的机能。
该研究证实采用喷涂要领制备的驻极体薄膜于卑劣情况下具备优良的电荷不变性，于将来有望于能量收罗器、驻极体麦克风等相干范畴获得广泛运用。
课题组先容：
汪飞课题组的博士生罗安信为本文的第一作者，本文还有获得了来自同济年夜学的张晓青传授及来自澳门年夜学的路延传授的互助引导，汪飞副传授是本文独一通信作者。此外，本研究还有获得了深圳市科创委及广东省天然科学基金的资金撑持，南边科技年夜学阐发测试中央亦为课题组项目研究提供了鼎力大举撑持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41378-021-00239-0
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吴静涛与大家共同探讨了一个至关重要的话题：
