柔性热释电材料
摘要：由于当代红外探测技术、柔性电子技术等科学的迅速发展，热释电材料因其具有宽的响应频谱、成本低廉等优点逐渐成为人们研究的热点。目前，科技对热释电材料的需求开始朝向柔性、大面积、可薄膜化等方向转变。但对器件应用来说，我们现有的对柔性热释电材料的研究广度和深度的认识还不深入，因此本文基于此对其发展背景、原理及应用进行了简要综述。
关键词：热释电材料；柔性；传感；自供电
1 引言
近年来，智能电子设备的迅速发展对其能源供给问题提出了迫切的需求, 在早期的研究工作中，这类器件通常使用电池供能，然而电池本身较大的质量和体积增加了负载，很大程度上限制了微型化和便携化设备的发展。以生物医学传感器为例, 随着其性能逐步提升, 对能源需求也越来越高，针对这一需求，科学家们开始尝试着通过各种发电技术从人体活动和环境中采集并为生物医学传感器提供能量，在这其中，热释电材料以其热释电效应引发的电热能间的转换引起了广泛的关注[1]。
2 热释电材料简介及其效应
热释电材料是指具有热释电效应的一类材料，早在公元前300年左右就被注意到。热释电效应是指内部极化强度随温度变化而变化从而产生电信号响应的现象，从微观来讲，热释电效应源于热释电材料内部结构在某个方向上正负电荷中心不重合，从而引发的自发极化现象，温度不同，极化强度不同，如图1，所示为热释电效应机理[2, 3]。需要注意的是，我们应该将其与Seebeck效应（热电效应）区分开来，后者是利用系统两端的温度差来驱动载流子的扩散，在材料两端形成电势差，也就是存在一个空间温度梯度。而热释电效应强调的是材料由于温度随时间变化而产生的自发极化，也即没有此梯度并且空间温度均匀的情况。
图1. 热释电效应机理图。（a）温度一定时材料表面极化电场及表面电荷示意图；（b）温度变化时极化电场减弱表面电荷无变化；（c）温度变化时对外表现的电场[2]
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