Bioquímica y Bioquímica Analítica

Abstracto

Eficiencia piezoeléctrica relacionada con el tamaño nanométrico en una película delgada de ZnO de gran tamaño: potencial para aplicaciones en dispositivos médicos autoalimentados

YuTong Li, Zhiqang Gao, Wei Wei Qin, Qiu Jun Wen, Ma Xian Jun, Wei Du, Xiaoqiang Chen, Hu Xue Feng y Wei Zhang

Se han sintetizado películas de ZnO piezoeléctricas de gran superficie con diferentes tamaños de grano mediante la técnica sol-gel utilizando diferentes temperaturas de recocido de 550 a 700 °C. La eficiencia piezoeléctrica (PE) de esas películas depositadas se caracteriza mediante microscopía de fuerza piezoeléctrica (PFM). Todas las películas sintetizadas presentan una estructura cristalina. El ancho de la curva de roca de [0002] caracterizada por difracción de rayos X disminuye con la temperatura de recocido, lo que sugiere una película de ZnO mejor orientada al eje c formada a una temperatura de recocido más alta. Se ha descubierto que el tamaño de grano de las películas cultivadas aumenta continuamente de 20 a 60 nm cuando las temperaturas de recocido aumentan de 550 a 700 °C. La eficiencia piezoeléctrica (PE, d33) de las películas presenta una fuerte dependencia del tamaño de grano, es decir, la PE aumenta inicialmente con la temperatura de recocido y luego disminuye con un aumento adicional de la temperatura de recocido. El valor máximo de PE aparece en la película recocida a 650 °C. Las peculiares propiedades piezoeléctricas (d33) se pueden explicar por la competencia entre lo cristalino, que favorece un d33 más grande debido a la polarización dipolar mejorada, y el tamaño de grano, que resulta en una liberación de fuerza piezoeléctrica en un tamaño de grano grande debido al tamaño de la pared del dominio y al movimiento.