压电电子学
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压电电子学
压电电子学效应是利用在具有压电性的材料中产生的压电势作为“栅极”电压来调节/控制电荷载流子传输特性以制造新设备。 Neil A Downie 展示了使用压电材料和碳压阻材料的夹层结构来制作类似 FET 的放大设备，并在 2006 年将其放入学生科学项目书中，在宏观尺度上进行简单演示是多么简单。
基于此效应已经演示了一系列电子设备，包括压电势门控场效应晶体管、压电势门控二极管、应变传感器、力/ 流量传感器、混合场效应晶体管、压电逻辑门、机电存储器等。压电器件被视为一个新的半导体器件类别。 压电电子学很可能在传感器、人硅技术接口、微机电系统、纳米机器人和有源柔性电子学方面有重要应用。
机制
由于纤锌矿结构 ZnO、GaN 和 InN 等材料的非中心对称性，施加应力会在晶体中产生压电势。 由于同时具有压电性和半导体特性，在晶体中产生的压电势对载流子传输过程有很强的影响。 通常，基本压电电子器件的构造可分为两类。 这里我们以纳米线为例。 xxx种是将压电纳米线置于柔性基板上，两端固定电极。 在这种情况下，当衬底弯曲时，纳米线将完全拉伸或压缩。 将沿其轴引入压电势。 它将修改接触区域的电场或肖特基势垒 (SB) 高度。
一端的感应正压电势将降低 SB 高度，而另一端的负压电势将增加它。 因此，电传输特性将发生变化。 第二种压电器件是纳米线的一端固定有电极，另一端自由。 在这种情况下，当在纳米线的自由端施加力使其弯曲时，压电势分布将垂直于纳米线的轴。 引入的压电场垂直于电子传输方向，就像在传统场效应晶体管中施加栅极电压一样。 因此，电子传输特性也将发生变化。 压电、光激发和半导体之间的三向耦合是压电电子学（压电-半导体耦合）、压电光子学（压电-光子激发耦合）、光电子学和压电光电子学（压电-半导体-光激发）的基础。 这些耦合的核心依赖于压电材料产生的压电势。