專利名稱：一種聚合物功能器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能器件。
背景技術：
功能器件得到人們越來越多的研究和使用。壓電元件作為一種常用功能器件，其將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的元件，其包括壓電材料層以及位于該壓電材料層兩側(cè)的電極層。當在該壓電元件表面施加壓力時，可在該兩電極層檢測到相對應的電信號輸出。該壓電材料層由具有壓電效應的材料制成，現(xiàn)有技術中較為常用的壓電材料為壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鈦酸鉛及鎬鈦酸鉛等，以及壓電聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚偏氟乙烯及其共聚物作為最常見的有機壓電聚合物。由于它們具有良好的柔韌 性并易制成大面積的薄膜，因而在音頻和超聲傳感器、生物醫(yī)學傳感器、機電換能器以及熱釋電和光學器件中具有重要的應用前景。但其致動能力低下，在150MV/m電場下，其電致伸縮應變僅為7%。因此，本領域研究人員希望找到提高電致伸縮應變的可以代替聚偏氟乙烯的壓電聚合物，提高壓電器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種聚合物功能器件，其包括依次層疊的第一電極層、第一壓電層、第一過渡層，離子交換增強層、第二過渡層、第二壓電層和第二電極層，其中，第一電極層與第二電極層具有不同的功函數(shù)，離子交換增強層包含離子交換增強材料和納米導電顆粒；離子交換增強材料為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，納米導電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆粒；第一過渡層和第二過渡層為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇；壓電層由壓電聚合物和粘結(jié)劑混合形成；該壓電聚合物為具有化學結(jié)構式(I)的材料；
權利要求
1.一種聚合物功能器件，其特征在于，所述聚合物功能器件包括依次層疊的第一電極層、第一壓電層、第一過渡層，離子交換增強層、第二過渡層、第二壓電層和第二電極層，其中，第一電極層與第二電極層具有不同的功函數(shù)，離子交換增強層包含離子交換增強材料和納米導電顆粒；離子交換增強材料為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，納米導電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆粒；第一過渡層和第二過渡層為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇；壓電層由壓電聚合物和粘結(jié)劑混合形成；該壓電聚合物為具有化學結(jié)構式(I)的材料；
2.如權利要求I所述的壓電元件，其特征在于，η和m各為5到600的整數(shù)。
3.如權利要求I或2所述的聚合物功能器件，其特征在于，η和m各為10到300的整數(shù)。
4.如權利要求I所述的聚合物功能器件，其特征在于，P為O或I到300的整數(shù)。
5.如權利要求I或4所述的聚合物功能器件，其特征在于，P為5到150的整數(shù)。
6.如權利要求I所述的聚合物功能器件，其特征在于，X和Z各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的 C6-C40芳香族單元或脂肪族單元。
7.如權利要求I或6所述的聚合物功能器件，其特征在于，X和Z為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C12經(jīng)鏈或C4-C12雙氧燒基。
8.如權利要求I所述的聚合物功能器件，其特征在于，Y為雙氧丁基。
9.如權利要求I所述的聚合物功能器件，其特征在于，G1,G2, G3和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C6脂肪族基。
10.如權利要求I或9所述的聚合物功能器件’其特征在于，^、^、^和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚合物功能器件，包括依次層疊的第一電極層、第一壓電層、第一過渡層，離子交換增強層、第二過渡層、第二壓電層和第二電極層，其中，第一電極層與第二電極層具有不同的功函數(shù)，離子交換增強層包含離子交換增強材料和納米導電顆粒；第一過渡層和第二過渡層為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇。本發(fā)明以新穎的壓電聚合物材料形成壓電層，其電致伸縮應變比現(xiàn)有技術中常用的壓電聚合物的壓電元件提高5～7％。
文檔編號H01L41/193GK102983270SQ201210472738
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權日2012年11月20日
發(fā)明者梅欣, 張俊 申請人:溧陽市生產(chǎn)力促進中心