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gy_xmc2015銅蟲 (小有名氣)
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[交流]
王中林綜述：壓電電子學及壓電光電子學的原理與應用 已有3人參與
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壓電電子學及壓電光電子學的原理與應用 http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/1/62.full http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20145617264457832955.shtm 利用機械應變產(chǎn)生的壓電極化電荷來調(diào)控載流子的輸運過程，壓電電子學和壓電光電子學為實現(xiàn)人機交互、微納機電系統(tǒng)、傳感和自驅(qū)動系統(tǒng)等應用提供了全新的思路和途徑。由于這種新的物理效應所引起的可能的全新基礎(chǔ)現(xiàn)象和前所未有的器件應用，壓電電子學和壓電光電子學已經(jīng)成為國際上納米科學技術(shù)研究的前沿和熱點，引起了國際學術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。2009年，美國著名的《麻省理工學院技術(shù)綜述》期刊把壓電電子學評選為十大新興科技之一。2013年美國材料學會春季會議已經(jīng)單獨設(shè)立一個以壓電電子學作為主題的分會。 實現(xiàn)和推動消費性電子產(chǎn)品、人造皮膚、機器人、生物醫(yī)療和可穿戴式科技等新興應用，需要具有功能可調(diào)控的電子器件的設(shè)計和開發(fā)。電子器件和周圍環(huán)境或寄主（例如人體）中的激勵信號之間主動自適應式的交互在這些新興應用中起著至關(guān)重要的作用，廣泛存在于環(huán)境中的機械信號則為調(diào)控微納系統(tǒng)中的電器元件提供了重要和豐富的激勵來源。近年來，對于具有鉛鋅礦結(jié)構(gòu)的氧化鋅（ZnO）和氮化鎵（GaN）等壓電半導體材料的深入研究表明，當這類壓電半導體材料受到外加應力時，由于晶體中離子的極化產(chǎn)生的極化電荷可以有效改變金屬-半導體的界面勢壘和p-n結(jié)的輸運性質(zhì)�；谶@種現(xiàn)象，王中林教授于2007和2010年提出壓電電子學和壓電光電子學兩個原創(chuàng)的概念并形成了相應的研究領(lǐng)域。 壓電電子學效應是利用應變引起的界面極化電荷調(diào)制界面處能帶結(jié)構(gòu)并進而有效地調(diào)節(jié)和控制界面或結(jié)區(qū)的載流子輸運過程的一個物理效應。壓電極化電荷導致的能帶結(jié)構(gòu)變化還可以有效地改變和調(diào)制載流子在光電過程中的產(chǎn)生、輸運、分離或復合，這就是壓電光電子學效應。 基于上述物理效應，王中林教授課題組圍繞壓電電子學和壓電光電子學這兩個原創(chuàng)概念做了大量而又深入的研究工作，包括：壓電場效應晶體管和壓電二極管，基于單根氧化鋅壓電細線的應變傳感器，基于壓電電子學效應的應變門控晶體管（strain-gated transistor），壓電電子學邏輯運算和壓電調(diào)制阻性開關(guān)器件。利用垂直生長的納米壓電材料，王中林研究組進一步研制出大規(guī)模三維壓電電子學晶體管陣列，首次實現(xiàn)利用納米壓電材料受應力/應變作用而產(chǎn)生的壓電電勢對制得的壓電電子學晶體管中的載流子輸運進行有效調(diào)控以實現(xiàn)主動自適應式的壓力傳感成像的柔軟型芯片。 壓電電子學效應也可被用來調(diào)節(jié)和顯著改善基于肖特基結(jié)構(gòu)的傳感器的靈敏度。另一方面，利用壓電電場對光生載流子產(chǎn)生、分離、傳輸和復合等過程的有效調(diào)控，壓電光電子學效應在光電池、太陽能電池、發(fā)光二極管以及光探測器領(lǐng)域中的應用也得到了相應的研究，包括：實現(xiàn)用光、力二維對氧化鋅納米線的電輸運性質(zhì)的耦合調(diào)控和以外加應力優(yōu)化金屬-ZnO光電池的輸出，顯著提高基于單根單晶外延n-CdS(core)/p-Cu2S(shell)芯-殼結(jié)構(gòu)納米線的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，顯著提高光探測的靈敏度。王中林研究組最近垂直生長的納米壓電材料陣列研制出大規(guī)模發(fā)光二極管陣列，并且利用壓電光電子學效應首次實現(xiàn)利用外界應力/應變改變納米壓電發(fā)光二極管發(fā)光強度的過程；首次研制出主動自適應式的、高分辨率的、以光電信號為媒介、并行處理的壓力傳感成像芯片系統(tǒng)。 由中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士擔任通訊作者的綜述文章“壓電電子學和壓電光電子學：原理與應用”已在《國家科學評論》（NSR，http://nsr.oxfordjournals.org/content/current）創(chuàng)刊號發(fā)表。這篇綜述文章詳細闡述了壓電電子學和壓電光電子學效應的基本物理原理，并重點介紹了這兩個新興領(lǐng)域在人機交互、主動式柔性電子器件、傳感、能源采集、生物醫(yī)療等應用領(lǐng)域的最新進展。 |
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2015-12-24 09:48:51, 10.03 M
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2樓2016-06-15 15:31:58
3樓2016-09-24 02:15:26
say_yousay_me
新蟲 (小有名氣)
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4樓2018-10-17 14:36:20
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