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无需电池的自驱动技术对于许多电子器件来说是个非常值得期待的技术,它不仅可以极大地提高器件的适应性,而且还可以大幅度地减小器件的尺寸和重量。因此,研发一种可以从周围环境中收集能量来驱动日常小型电子器件的自驱动技术是具有重要的研究意义和实际应用价值的工作。。本论文通过实验制备了硫化镉纳米片阵列(CdS nanowalls)和银纳米线(Ag nanowires),用这两种纳米材料制备了Ag/Cd S/Cd结构的压电纳米发电机,此研究工作在自驱动器件和压力传感器方面取得了一定的研究。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、铜箔和聚四氟乙烯(PTFE)薄膜制备了自供能360度全方位风速传感器(WGUs-sensor),此研究工作在自驱动和风传感器方面取得了一些的较好的实验结果。全文的研究重点总结如下:(1)基于Ag/CdS/Cd结构的压电纳米发电机1)2.5 g的氢氧化钠(NaOH)、3.5 g氢氧化钾(KOH)、0.24 g九水合硫化钠(Na2S?9H2O)和15 ml去离子水配成溶液,采用水热法在镉片上180℃高温生长24 h成功合成了硫化镉纳米片阵列(CdS nanowalls),并对其进行了SEM,XRD和EDS表征。结果证明此水热法合成的CdS nanowalls的长7.5μm,高3μm,厚0.1μm,晶体结构为纤维锌矿结构(JCPDS:65-3414),并对CdS nanowalls的生长机理进行了分析。2)以乙二醇为还原剂,利用多元醇法,向160℃的乙二醇中同时注入AgNO3和PVP溶液并继续加热搅拌45 min成功合成了银纳米线(Ag nanowires),并对其进行了SEM表征。通过SEM图像我们看出合成的Ag nanowires的直径和长度分别为50 nm和2μm,并对Ag nanowires的生长机理进行了分析。3)以合成的CdS nanowalls和Ag nanowires制备成Ag/CdS/Cd结构的压电纳米发电机,并利用发电机测试系统(激振子、低噪声电流前置放大器和数据采集卡等仪器)对所制备器件的性能进行测试。结果表明,在压力频率为1 Hz,压强为1×104(6时,尺寸为1 cm×1 cm×0.1 cm的Ag/CdS/Cd结构的压电纳米发电机的输出电流可以达到0.4μA,在超声波作用下时,发电机输出的短路电流可达15μA,证实了CdS nanowalls压电效应的特点。(2)自供能360度全方位风速传感器(WGUs-sensor)1)基于PTFE、铜箔电极和PMMA材料制备出可收集风能进行发电的摩擦电发电机(WGU),其尺寸为4 cm×1.5 cm×0.15 cm,在风速从6 m/s增大到27 m/s时,WGU输出的交流电流和电压的值分别从1μA,13 V增大到3.5μA,20 V,WGU在外接电阻为12 M?时获得最大功率20 mW/8)2。2)以WGU为单元制成自供能360度全方位风速传感器(WGUs-sensor),传感器的直径为12 cm,由多层组成,每层由八个WGU相同单元按不同方位排列,并利用发电机测试系统对所制备器件的性能进行测试。结果表明,WGUs-sensor可以同时测量360度全方位的风速,响应时间约为1.5 s,在风速为12 m/s时,WGU层数从1层增加到5个层时,WGUs-sensor输出的平均电流分别为1.3μA,2.7μA,4.3μA,5.5μA和6.8μA。证明WGUs-sensor在自供能测量风向和风速方面的独特优势。3)制备WGUs-sensor和太阳能电池(SC)组成的混合发电机,其给电容为20μF的电容器充到1.4 V只需75 s。而WGUs-sensor,SC单独充电时分别需要240s,150 s。证明WGUs-sensor在发电方面的独特优势。