الملخص: حظيت المولدات النانوية المرنة القائمة على الكهروإجهادية باهتمام هائل نظراً لإمكاناتها التطبيقية الكبيرة في الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة القابلة للزرع. ومع ذلك، فإن المواد ذات الكهروإجهادية العالية المستخدمة عادةً في هذه المولدات النانوية هي عموماً أكاسيد صلبة، والتي غالباً ما تعاني من تحمل منخفض للانفعال بسبب هشاشتها الذاتية. نُبلغ هنا عن تطوير أغشية نانوية مرنة وعالية الأداء وقائمة بذاتها أحادية البلورة من 0.68Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 ‐0.32PbTiO 3 ذات الاسترخاء الكهروحديدي، والتي تم تحقيقها من خلال التحكم في التوجيه البلوري وعملية الحفر الرطب القائمة على الطبقة المضحية. يُظهر المولد النانوي المرن المصنوع من أغشية قائمة بذاتها موجهة نحو (111) أداءً كهروميكانيكياً متميزاً، مع معامل كهروإجهادي عكسي يصل إلى 1350 pm V −1. تحت انفعال مطبق يبلغ ∼2.4%، تولد أجهزة المولدات النانوية جهد دائرة مفتوحة يبلغ ∼20 V وتيار دائرة قصر يبلغ ∼72.6 nA، وهو ما يقابل كثافة قدرة هائلة تبلغ ∼147 mW cm − 3، مع الحفاظ على تشغيل مستقر عبر >30000 دورة تشوه ميكانيكي. ويكشف الجمع بين تخطيط الفضاء المتبادل بالأشعة السينية القائم على السنكروترون، والمجهر الإلكتروني ذي الدقة الذرية، والتوصيفات الكهربائية الشاملة، أن تحرير الركيزة يؤدي إلى خفض التماثل البلوري ويثبط التثبيت، مما يعزز دوران الاستقطاب وحركية جدار النطاق. يؤسس هذا العمل استراتيجية عامة لدمج الأغشية الرقيقة من أكسيد الاسترخاء عالي الأداء في منصات مرنة، مما يدفع عجلة تقنيات حصد الطاقة والإلكترونيات المرنة من الجيل التالي.
درس Ren et al. (Sun,) هذا السؤال.