《Current Applied Physics》：Effects of film thickness on the optical properties and thermal management ability of DC magnetron sputtered ITO films with visible light transmission and near-infrared light reflection applied in photovoltaic cell
编辑推荐：
柔性铁电/压电薄膜的压电性能通过优化Pt电极结晶度实现提升，研究采用脉冲激光沉积法在mica基底上制备不同沉积速率的Pt电极，发现慢沉积（0.006 nm/pulse）显著提高Pt结晶度，进而增强PVDF-TrFE薄膜的剩余极化（9.2 μC/cm2）和压电输出电压，弯曲半径2 mm下仍保持稳定性能。
李恩美（Eunmi Lee）|孙正烨（Jong Yeog Son）
韩国大学能源新产业创新融合学院，首尔，02841，大韩民国
摘要
柔性铁电和压电薄膜在下一代可穿戴和柔性电子产品中具有巨大潜力。本研究通过改善云母基底上（111）取向铂（Pt）底电极的结晶度，研究了聚（vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene）（PVDF-TrFE）薄膜性能的提升。通过降低沉积速率，提高了铂的结晶度，从而促进了PVDF-TrFE薄膜中β相的形成。这些柔性薄膜表现出约9.2 μC/cm2的残余极化强度（2P_r ≈ 18.4 μC/cm2），即使在2毫米的弯曲半径下也能保持稳定的极化性能。此外，随着铂电极结晶度的提高，周期性变形下产生的压电输出电压也显著增强。这些结果表明，高结晶度的铂底电极有效提升了PVDF-TrFE薄膜的铁电和压电性能，展示了其在可穿戴和柔性电子应用中的巨大潜力。
引言
压电发电是一种可再生能源技术，类似于太阳能电池技术，可以将机械能转化为电能[[1], [2], [3], [4], [5]]。为了获得具有优异发电性能的压电发电机，提高其压电元件的压电系数是必要的[[6], [7], [8]]。铁电薄膜材料已被广泛研究以改善压电材料的物理性能[7,8]。在这些材料中，Pb(Zr, Ti)O?（PZT）薄膜因其优异的物理性能而受到广泛关注[9,10]。然而，PZT含有有毒的铅成分，并且由于反复切换容易发生疲劳。为了克服这些缺点，无铅铁电材料（如多铁性BiFeO?）已被广泛研究[[11], [12], [13], [14], [15]]。
通常，压电发电机通过外部力的作用发生周期性变形，从而产生压电电压[16,17]。压电发电机的结构必须能够在外部力的作用下发生变形；因此，构成压电电容器的基底和电极也必须是柔性的[16,17]。使用金属薄膜材料（如铂）制造柔性电极是可行的，因为这些电极的厚度仅几十纳米[18,19]。此外，二维材料（如石墨烯）比一般的金属薄膜材料更具柔性[20,21]。在本研究中，我们研究了由于铂底电极结晶度的提高，柔性聚（vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene）（PVDF-TrFE）薄膜在柔性铂/云母基底上的铁电和压电性能得到改善后，其压电发电特性的提升。
实验步骤
实验过程
使用脉冲激光沉积（PLD）方法在云母基底上沉积了厚度为50纳米的铂底电极。PLD沉积速率分为快速（0.02纳米/脉冲）和慢速（0.006纳米/脉冲）两种；采用“遮光法”来降低沉积速率。在PLD过程中，PLD腔内的压力保持在10^-7托，基底温度保持在500℃。结果与讨论
云母基底因其优异的结晶度和柔韧性而常用于柔性薄膜的沉积，非常适合制备柔性薄膜。此外，当使用铂底电极时，可以制造出高效的压电电容器。在沉积柔性PVDF-TrFE薄膜时，采用了柔性铂/云母基底，其结构如图1(a)所示。
结论
我们根据铂底电极的结晶度，研究了沉积在柔性铂/云母基底上的柔性PVDF-TrFE薄膜的铁电和压电性能。通过降低沉积速率，铂底电极的结晶度同时改善了柔性PVDF-TrFE薄膜的铁电和压电性能。这些柔性PVDF-TrFE薄膜的残余极化强度约为9.2 μC/cm2（2P_r
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能会影响本文所述的工作。
