物质非平衡合成与调控教育部重点实验室
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美国佐治亚理工学院王中林教授学术报告通知
发布时间:2011-10-10 19:54:20

        应西安交通大学国际电介质研究中心和电子陶瓷与器件教育部重点实验室邀请,中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士、美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)王中林教授将于2011年10月14日访问我校并作题为“Nanogenerators for self-powered sensors and piezotronics for smart systems”的学术报告,欢迎广大师生参加。
时间:2011年10月14日(周五) 上午10:00
地点:科学馆101
题目:Nanogenerators for self-powered sensors and piezotronics for smart systems

 

报告人介绍
王中林教授是国际材料和纳米技术领域的著名科学家,中国科学院外籍院士和欧洲科学院院士,现任美国佐治亚理工学院终身校董事讲席教授,Hightower终身讲席教授,工学院杰出讲席教授和纳米结构表征中心主任,中国国家纳米科学中心海外主任,中国武汉光电国家实验室(筹)海外主任。王教授是中国首批自然科学基金海外优秀青年科学基金,中国科学院海外杰出学者基金获得者,中国教育部 “长江”特聘讲座教授,英国Manchester大学名誉教授,台湾清华大学晶元讲座教授和名誉讲座教授。他还是美国物理学会fellow, 美国科学发展协会(AAAS) fellow,美国材料学会 fellow和美国显微学会fellow。
王教授在纳米材料可控生长、表征和应用等方面作了许多具有原创性、前瞻性和引领性的研究工作,取得了多项有国际重要影响力的原创性研究成果。在国际一流期刊上发表论文700余篇(其中十篇发表在美国《科学》,三篇发表在《自然》期刊上;六篇发表在《自然》子刊上),45篇书章节?36项专利,5本专著和20余本编辑书籍和会议文集。他已被邀请作过660多次学术演讲和大会特邀报告,学术论文被引43000次以上,H因子超过100,是世界上材料和纳米技术领域论文被引用次数最多的前五位作者之一。
 
报告摘要
无线纳米器件和纳米系统的发展对于传感、医疗、环境与基础设施的监测、国防技术甚至个人消费电子产品等都有极为重要的影响。人们迫切希望无线产品可以不依靠电池独立获取能量,寻找可持续的自补充电源成为如今能源微纳系统研究的一个全新课题。利用具有压电特性的ZnO纳米线,我们发明了一种将纳米尺度的机械能转换为电能的全新方法。目前,利用该方法的集成型纳米发电机在轻微的应力下即可输出1至3伏电压,该发电机已成功实现了一个纳米传感器自供电,甚至点亮了一个商业LED。
由于晶体中极化离子偏离中心对称,在应力作用下晶体出现压电电势。压电电势对载流子输运影响的重要性在于其对材料的压电、半导体和光电特性的多重作用。利用晶体内部压电电势作为“栅极”调制或控制电子输运而构造的一类电子器件被称之为压电电子。压电光电子则是利用压电、光激发和半导体特性三方面作用,通过压电电势控制光电过程。本次报告将集中介绍纳米发电机和压电电子器件的基础科学研究及其在自供能传感系统和消费电子产品中的应用。
Abstract:
Developing wireless nanodevices and nanosystems is of critical importance for sensing, medical science, environmental/infrastructure monitoring, defense technology and even personal electronics. It is highly desirable for wireless devices to be self-powered without using battery. This is a new initiative in today’s energy research for micro/nano-systems in searching for sustainable self-sufficient power sources. We have invented an innovative approach for converting nano-scale mechanical energy into electric energy by piezoelectric zinc oxide nanowire arrays. As today, a gentle straining can output 1-3 V from an integrated nanogenerator, using which a self-powered nanosensor has been demonstrated. A commercial LED has been lid up.
Due to the polarization of ions in a crystal that has non-central symmetry, a piezoelectric potential (piezopotential) is created in the crystal by applying a stress. The effect of piezopotential to the transport behavior of charge carriers is significant due to their multiple functionalities of piezoelectricity, semiconductor and photon excitation. Electronics fabricated by using inner-crystal piezopotential as a “gate” voltage to tune/control the charge transport behavior is named piezotronics. Piezo-phototronic effect is a result of three-way coupling among piezoelectricity, photonic excitation and semiconductor transport, which allows tuning and controlling of electro-optical processes by strain induced piezopotential.
This talk will focus on the fundamental science and potential applications of nanogenrators and pizotronics in future self-powered sensor network and personal electronics.




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