高出力ナノ発電機のためのGaNナノワイヤ配列
Chi-Te Huang1, Jinhui Song, Wei-Fan Lee
1School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332, USA.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2010
まとめ
ニトリウムガリウム (GaN) ナノワイヤ配列はピエゾ電気的性質を示し,電圧パルスを生成します. これらの安定した,水分に耐える配列は,効率的なピエゾ電気エネルギー発電の可能性を示しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 固体物理 固体物理学
背景:
- ニトリウムガリウム (GaN) は,電子および光電子アプリケーションのための有望な半導体材料です.
- ナノワイヤ (Nanowires,NWs) は,表面面積と体積の比率が高いため,ユニークな性質を備えています.
- ピエゾ電気材料は,機械的ストレスを電気エネルギーに変換し,エネルギー採集に不可欠です.
研究 の 目的:
- GaN/サファイア基板上に,対称的に分布したGaNナノワイヤ配列を3倍にエピタキシアルに成長させる.
- これらのGaN NW配列のピエゾ電気特性と出力電圧を調査するために.
- エネルギー発電のためのGaN NW配列の安定性と環境耐性を評価する.
主な方法:
- GaN/サファイア基板上のGaNナノワイヤ配列のエピタキシアル成長.
- GaN NWの形状の特徴,横断面と向きを含む.
- コンタクトモードでの伝導性原子力顕微鏡 (CAFM) を使用したピエゾ電気出力電圧の測定.
主要な成果:
- GaN NWsは,特定の結晶学的平面によって囲まれた三角形の横断面を示した.
- GaN NW配列は,スキャン時に負の出力電圧パルスを生成しました.
- 平均ピエゾエレクトリック出力電圧は約 -20mVであり,一部のNWは -0.15から -0.35Vを超えました.
- 配列は高い安定性と水分耐性を示した.
結論:
- 成長したGaN NW配列は,重要なピエゾ電気特性を持っています.
- これらの配列は安定しており,大気中の水分に耐性があります.
- GaN NW配列は,ピエゾ電気的エネルギー生成の優れた可能性を示しており,ZnO NWを上回る可能性がある.
