哈尔滨工业大学(深圳)最新nature communications:基于自支撑铁电氧化物薄膜的超高功率密度柔性压电能量收集器!

 

柔性压电纳米发电机技术突破:基于自支撑单晶薄膜的高效柔性能量收集器。

 

柔性压电纳米发电机正在成为通过机械能-电能转换驱动下一代柔性电子设备的关键技术。针对传统铁电陶瓷优异的压电性但缺乏柔韧性,以及有机压电材料柔韧性好但压电性不足的局限性,本研究提出创新解决方案:

 
核心创新点
 

1、采用水溶性牺牲层技术制备了自支撑(111)取向的自支撑PbZr₀.₅₂Ti₀.₄₈O₃单晶薄膜;

 

2、通过晶体取向调控获得超高逆压电系数(约585 pm/V);

 

3、纳米器件实现创纪录的63.5 mW/cm³功率密度;

 

4、兼具优异柔韧性(应变容限>3.4%)与机械稳定性(>6万次循环测试);

 

该技术突破主要体现在两个关键工艺
 

1、基底解耦工艺:通过选择性刻蚀牺牲层消除基底钳位效应 ;

 

2、 取向工程:精确控制晶体取向以增强压电极化响应;

 

这项研究为开发基于铁电氧化物薄膜的高性能柔性电子器件开辟了新方向。所展示的自支撑超薄单晶薄膜结构为未来可穿戴设备、柔性显示器和生物医学传感器等应用提供了具有实用价值的解决方案。

 

原文:https://doi.org/10.1038/s41467-025-58386-1

 

次研究采用了纳昇电子模块化柔性测试系统进行测试

 

【推荐设备】

纳昇电子柔性测试系统

 

柔性材料与器件测试系统是一种专门设计用于测试柔性材料和器件(如柔性显示屏、柔性电路板、柔性传感器等)在反复弯曲、折叠、拉伸等条件下性能的设备。该测试系统能够模拟柔性器件在实际使用环境中的应力状态,评估其在长时间或多次循环应力作用下的稳定性和可靠性。

 

研发标准与专利

 

参照标准:GB/T 38001.61-2019 柔性显示器件第6-1部分:机械应力试验方法。

专利号:ZL 202010773205.9 一种模块化测试主机及其应用、模块化测试系统。

2025年4月8日 17:06
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