In Situ Observation of Current Generation in ZnO Nanowire Based Nanogenerators Using a CAFM Integrated into an SEM

Identificador:  TFM:595

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFM595

Autores:  Wen, Chao

Resumen:
Los generadores de energía piezoeléctrica son sistemas muy prometedores que proporcionan energía a los dispositivos electrónicos inalámbricos, extrayéndola mecánicamente del medio ambiente. En las últimas décadas, los nanogeneradors piezoeléctricos basados en nano-hilos de óxido de zinc (ZnO), han atraído mucho la atención por su pequeño tamaño y alta densidad de corriente. Sin embargo, el origen de las corrientes generadas a partir de los nanohilos de ZnO todavía no está claro. En esta tesis, caracterizamos sistemáticamente la generación de corriente en nano-hilos ZnO mediante un microscopio de fuerzas atómicas con punta conductora (CAFM) montado en la cámara de un microscopio electrónico de escaneo (SEM). Esta configuración nos puede ayudar a controlar el proceso de flexión del nanohilo de ZnO y registrar la información in situ de la corriente generada al mismo tiempo. Encontramos que las corrientes generadas durante la flexión de los nanohilos de ZnO no sólo provienen del efecto piezoeléctrico, sino también del potencial de contacto y de los efectos triboeléctricos. Dado que en trabajos anteriores se ha ignorado el potencial de contacto y el efecto triboeléctrico, la eficiencia de conversión de potencia de los nanogeneradors piezoeléctricos podría haber sido sobreestimada. Nuestro trabajo ayuda a entender mejor el mecanismo de funcionamiento de los nanogeneradors piezoeléctricos basados en nanohilos de ZnO. Por otra parte, esta configuración (CAFM integrado dentro de SEM) es muy útil para otros estudios in situ de materiales nanoestructurados en el futuro.