Influence des paramètres de synthèse sur la structure des nanofils de ZnO pour la fabrication de nanogénérateurs piézoélectriques

Actuellement, la recherche scientifique se focalise sur la miniaturisation et le développement de systèmes autonomes en énergie. De ce fait, des récupérateurs d’énergie directement intégrés sur des batteries, tels que les nanogénérateurs piézoélectriques (NGs) fabriqués à partir de nanofils (NFs) d’oxyde de zinc (ZnO), sont apparus ces dernières années comme une solution à fort potentiel, ceci essentiellement grâce à une croissance des NFs par synthèse aqueuse, une méthode peu coûteuse et industrialisable à grande échelle [1] . Les paramètres de synthèse doivent alors être choisis afin de limiter les défauts dans le matériau, responsables d’une importante diminution des performances du dispositif [2] . L’objectif de cette communication est de comparer deux méthodes de synthèse par voie aqueuse et de voir leur influence sur la quantité de défauts dans les nanofils de ZnO, ainsi que la corrélation avec l’énergie récupérée par un NG. La méthode de croissance, notée A, est présentée en détail dans [3] . La méthode de croissance B a pour principale différence l’ajout d’une plus grande concentration d’ammoniaque [4] , ainsi que le chauffage qui se fait par bain d’huile, et la croissance qui s’effectue sur une couche d’ensemencement de ZnO. Des mesures par photoluminescence (PL) (Fig. 1a.) effectuées sur des NFs de même longueur ont permis d’identifier une quantité moindre de défauts par la méthode A. Le rapport d’intensité des pics UV/visible, représentatif de la quantité de défauts [5] , vaut 2.10-² pour la méthode A, contre 3.10-3 pour la B. Parmi les hypothèses avancées pour tenter d’expliquer ce résultat : la vitesse de croissance beaucoup plus rapide (25-50 nm/min pour B contre 3 nm/min pour A), pourrait impacter la cristallisation et la structure des nanofils. Le pH du milieu, très basique pour la méthode B (>11,5), pourrait également dégrader les NFs en croissance [6] . Afin de vérifier l’influence des méthodes de croissance sur les propriétés du ZnO, des NGs ont été fabriqués [3] (Fig. 1b.) et caractérisés électriquement à faible force (3N) sur le même banc de test. Les résultats présentés Fig. 1c montrent qu’actuellement les NGs obtenus avec la méthode A donnent une puissance maximale 1,5 fois plus grande que ceux obtenus selon la méthode B

Structure of Silica Xerogels Synthesized with Organoalkoxysilane Co-reactants Hints at Multiple Phase Separation

The microstructure of hybrid silica xerogels synthesized by the base-catalyzed polymerization of tetraethoxysilane (TEOS) in ethanol in the presence of 3-aminopropyltriethoxysilane (AES) and of 3-(2-aminoethylamino)- propyltrimethoxysilane (EDAS) as co-reactants, and dried in subcritical conditions, is analyzed. A thorough structural characterization of the samples is performed combining nitrogen adsorption, small-angle X-ray scattering (SAXS), and transmission electron microscopy coupled with digital image analysis. The use of these methods shows that, for both co-reactants, the xerogels are made of macropores supported by filaments, with each filament being formed of smaller structures. The quantitative impact of the additive on each structural level is assessed. The data are compared with a previous time-resolved SAXS study conducted during the formation of the gels (J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8983-8991). The results are analyzed in the framework of a double phase separation model

Electrochemical characterization of Pt/carbon xerogel and Pt/carbon aerogel catalysts - first insights into the influence of the carbon texture on the Pt nanoparticles morphology and catalytic activity

International audiencePlatinum catalysts were prepared by impregnation/reduction of two carbon supports with different pore textures: one carbon aerogel and one carbon xerogel. Impregnation with H2PtCl6 was followed by reduction in aqueous phase with NaBH4, filtration, drying and subsequent reduction by H-2. The catalysts were characterized by widely used physico-chemical methods (N-2 adsorption, transmission electron microscopy, X-ray diffraction and CO chemisorption); from these techniques, no significant difference could be detected between the two samples. Actual Pt surface areas measured by coulometry of the electrochemical COads stripping are comparable for both samples. However, the peak position and charge below each electrooxidation peak points towards different fraction of small/large particles within these two samples. In addition, COads stripping shows that a fraction of the Pt particle surface is not electrochemically active. Pronounced differences observed in the specific activity towards O-2 reduction reaction were then explained by structural differences in Pt particles, undetectable by physico-chemical characterization techniques

In Situ Hybridization Techniques in the Homoscleromorph Sponge Oscarella lobularis

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