2020优秀论文奖

1、个人简介

顾陇，毕业于兰州大学微电子学与固体电子学专业，现为西安电子科技大学，先进材料与纳米科技学院讲师。目前主要从事能源器件导向的新材料设计与合成、柔性电子器件的开发和自供能系统的构建等方面的研究。获甘肃省自然科学奖一等奖1项（2020年，排名5/5），并在Nature Communications, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano, Nano Energy, Energy & Environmental Science, ACS Applied Materials & Interfaces, Research, Nanoscale等期刊上发表论文20余篇，总引用800余次；荣获中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专委会2020年度“国瓷新材料”奖优秀论文奖.

2、论文介绍

随着便携式电子设备、植入式医疗器件及物联网的快速发展，传统供能方式中电池容量和寿命有限且更换困难的问题日益凸显。纳米发电机技术（Piezoelectric Nanogenerator, PENG）能够将环境中广泛存在的低品质机械能，例如机械振动、声波、风能、生物机械能等有效地转化为电能，为发展便携、可持续和分散的新型电源来解决这些分布式电子器件的可持续性供电问题提供了一个新的途径。

目前PENG的输出电压已高达至数百伏，足以满足日常生活中大多数电子设备的需求，但是其输出电流不足却一直限制着PENG的进一步发展和应用。针对这一问题，本研究中申请人根据Maxwell位移电流对PENG输出电流的决定性关系，成功地设计并制作出了一种具有三维插层电极的PENG。该设计通过在压电材料内部构造出大量的电极-压电材料界面来成倍地增加表面极化电荷，利用三维插层电极的汇集作用将表面极化电荷诱导产生的位移电流叠加起来，从而大幅地提高PENG的输出电流密度。该器件的**输出电流为329 μA，相应的电流密度达到290 μA/cm2，分别是已报道PENG和摩擦纳米发电机**电流密度纪录的1.93倍和1.61倍。其表面电荷密度为1690 μC/m2，是已报道**纪录的1.35倍。该研究成果入选Nature Communications期刊能源材料领域Editors’ Highlights 论文（https://www.nature.com/collections/dmmhtcypsc）。

3、论文信息

Title: “Enhancing the current density of a piezoelectric nanogenerator using a three-dimensional intercalation electrode”;

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14846-4.