Piezolektrische Nanogeneratoren auf Basis von Zinkoxid-Nanodrähten

Wir haben nanoskalare mechanische Energie durch piezoelektrische Zinkoxid-Nanodraht (NW)-Arrays in elektrische Energie umgewandelt. Die ausgerichteten NWs werden mit einer leitfähigen Atomkraftmikroskopspitze im Kontaktmodus abgelenkt. Die Kopplung der piezoelektrischen und halbleitenden Eigenschaften von Zinkoxid erzeugt ein Spannungsfeld und eine Ladungstrennung über den NW infolge seiner Biegung. Die gleichrichtende Eigenschaft der zwischen der Metallspitze und dem NW gebildeten Schottky-Barriere führt zur Erzeugung elektrischer Ströme. Die Effizienz des NW-basierten piezoelektrischen Stromgenerators wird auf 17 bis 30 % geschätzt. Dieser Ansatz hat das Potenzial, mechanische, vibrational und/oder hydraulische Energie in Elektrizität umzuwandeln, um Nanogeräte mit Strom zu versorgen.