铌酸钾钠无铅压电纳米棒阵列的自供电紫外敏感特性研究

作者：李萌; 姜蕾; 卢梦瑞; 谈论; 王钊紫外传感器压电发电无铅压电铌酸钾钠自供电

摘要：采用水热合成技术生长铌酸钾钠(KNN)纳米棒阵列,研究KNN纳米棒阵列的压电响应、光吸收特性和紫外光辐照下的压电发电性能.结果表明,在190℃的水热反应下,可在[100]取向的钛酸锶单晶衬底上生长出沿正交相[110]取向的KNN纳米棒阵列.单根KNN纳米棒的径向压电常数约为56pm/V.此外,KNN纳米棒阵列对360nm以下的紫外光具有较强吸收,且吸收峰位于245nm处.将纳米棒阵列进行封装,可构成垂直结构的压电发电器件.在作用力为8N、频率为3Hz的垂直敲击作用下,纳米棒阵列在黑暗环境中可产生峰峰值为8.11V的交流脉冲电压,且输出电压峰峰值会随器件所受紫外辐照的波长和功率的变化而发生改变,呈显著自供电的紫外光敏特性.其中,当光功率为0.25mW/cm^2、紫外光波长从310nm降低至265nm时,器件输出电压峰峰值由7.87V降低至7.64V.当紫外光波长为310nm,光功率提高至3.25mW/cm^2时,器件峰峰值降低至7.54V.KNN纳米棒阵列这种自供电紫外敏感特性,可归因于紫外光照射下KNN纳米棒中光生载流子在压电势作用下的重新分布对压电势的屏蔽效应所致.

注：因版权方要求，不能公开全文，如需全文，请咨询杂志社