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Enregistrement W2060210710 · doi:10.1038/am.2014.124

Observation of a giant two-dimensional band-piezoelectric effect on biaxial-strained graphene

2015· article· en· W2060210710 sur OpenAlexfundno aff
Xiaomu Wang, He Tian, Weiguang Xie, Yi Shu, Wen‐Tian Mi, Mohammad Mohammad, Qian‐Yi Xie, Yi Yang, Jianbin Xu, Tian‐Ling Ren

Notice bibliographique

RevueNPG Asia Materials · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueGraphene research and applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Natural Science Foundation of ChinaState Key Laboratory of Automotive Safety and EnergyChinese University of Hong KongSpecial Fund for Agro-scientific Research in the Public InterestNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaTsinghua University
Mots-clésGrapheneMaterials sciencePiezoelectricityNanoelectromechanical systemsFlexoelectricityNanogeneratorNanotechnologyOptoelectronicsPiezoelectric coefficientDipoleComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Piezoelectric materials used in the development of nanoscale mechanical sensors, actuators and energy harvesters have received much attention. More recently, devices made of graphene are of particular interest because of graphene’s intriguing electronic and mechanical properties. Intrinsic graphene has long been considered devoid of the piezoelectric effect, although flexoelectricity has been exploited to demonstrate piezoelectricity in functionalized graphene and graphene nanoribbons. The perceived lack of this property has restricted graphene’s use in nanoelectromechanical systems (NEMS) for electromechanical coupling purposes. Here an unprecedented two-dimensional (2D) piezoelectric effect on a strained/unstrained graphene junction is reported. In stark contrast to the bulk piezoelectric effect that results from the occurrence of electric dipole moments in solids, the 2D piezoelectric effect arises from the charge transfer along a work function gradient introduced by the biaxial-strain-engineered band structure. The observed effect, termed the band-piezoelectric effect, exhibits an enormous magnitude due to the ultrathin structure of graphene. On the basis of the band-piezoelectric effect, a graphene nanogenerator and a pressure gauge were fabricated. The results not only provide a versatile NEMS platform for sensing, actuating and energy harvesting, but also pave the way for efficiently modulating graphene via strain engineering. Researchers in China have observed two-dimensional piezoelectricity in graphene by subjecting it to an in-plane biaxial strain. This is highly significant as intrinsic graphene has long been considered to be devoid of piezoelectricity and hence has found limited use in nanoelectromechanical systems (NEMS) for electromechanical coupling. The effect is considered to originate from charge transfer along the work-function gradient arising from the modified band structure induced by the biaxial strain. The extreme thinness of graphene means that its piezoelectric coefficient is about two orders of magnitude higher than that of bulk piezoelectric materials. The researchers demonstrated the effect by fabricating a graphene-based piezoelectric nanogenerator and high-sensitivity pressure gauge. This finding opens the possibility of realizing novel two-dimensional electromechanical coupling and graphene strain engineering as well as using graphene-based NEMS for sensing, actuating and energy harvesting. Graphene is an emerging material for nanoelectromechanical systems (NEMS) due to its intriguing electronic properties and promising mechanical character. However, intrinsic graphene has long been considered devoid of piezoelectric effect which restricts its electromechanical coupling ability. We report on a giant two-dimensional (2D) piezoelectric effect on an intrinsic graphene-based NEMS platform, which results from dynamical adjustment of band structure-induced polarization instead of occurrence of electric dipoles at the molecular level. These findings not only open an avenue for dynamical strain-engineered 2D electronics, but also pave the way for low-cost sensing and energy harvesting applications.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,038
Tête enseignante GPT0,299
Écart entre enseignants0,261 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations75
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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