研究目的
设计、制造并测试采用弹性叉指电极上ZnO纳米线的压电能量收集器，用于从低频机械振动中获取能量。
研究成果
所提出的在弹性叉指电极上使用氧化锌纳米线的压电能量收集器，成功实现了无需谐振方法即可将低频机械振动转化为电能。悬臂梁阵列结构通过增加柔韧性和可变形区域，提升了输出电压与功率。未来工作应聚焦于优化电极设计和配重质量块，以提高能量转换效率。
研究不足
由于加速度较低（0.5 g），测得的输出功率相对较小（皮瓦量级）。质量块与电极之间的接触可能会引发机械可靠性问题。导向夹具存在表面摩擦且回弹力较低，这可能导致效率下降。需要进一步优化电极间距、悬置高度，并采用柔性基底或圆柱形质量块。
1：实验设计与方法选择：
该设计采用电镀镍制成的交错弹性电极（含悬浮部分）、球形镍质量块及选择性生长的氧化锌纳米线。该方法通过压电转换将机械振动转化为电能，无需共振运动或频率上转换。
2：样本选择与数据来源：
测试了两种电极结构（简单悬浮部分和悬臂阵列）的能量收集器。数据通过振动激励器测量采集。
3：实验设备与材料清单：
设备包括振动激励器（丹麦B&K LDS V406）、函数发生器、功率放大器、数字示波器、电镀装置、溅射系统及扫描电镜。材料包含派热克斯玻璃基板、电极与质量块的镍材、氧化锌籽晶层、光刻胶、氢氟酸溶液、六水合硝酸锌、六亚甲基四胺及夹具用丙烯酸材料。
4：6）、函数发生器、功率放大器、数字示波器、电镀装置、溅射系统及扫描电镜。材料包含派热克斯玻璃基板、电极与质量块的镍材、氧化锌籽晶层、光刻胶、氢氟酸溶液、六水合硝酸锌、六亚甲基四胺及夹具用丙烯酸材料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：制备过程：电镀镍电极→蚀刻玻璃基板形成悬浮部分→剥离工艺图案化氧化锌籽晶层→籽晶层溅射退火→水热法生长氧化锌纳米线。测试流程：将器件固定于振动激励器→施加6Hz正弦振动（0.5g加速度）→通过示波器和电阻负载测量输出电压与功率。
5：5g加速度）→通过示波器和电阻负载测量输出电压与功率。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：记录输出电压波形，采用公式P=V_rms2/R计算平均功率（V_rms为均方根电压，R为负载电阻）。
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vibration exciter
LDS V406
Bruel and Kj?r
To induce mechanical vibration for testing the energy harvesters.
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digital oscilloscope
To measure and record the output voltage of the energy harvester.
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function generator
To generate sinusoidal signals for driving the vibration exciter.
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power amplifier
To amplify the signal from the function generator to drive the vibration exciter.
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scanning electron microscopy
To image the fabricated electrodes and ZnO nanowires.
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