[发明专利]一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机及其制备方法

权利要求书

1.一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于:通过两组相同结构相对、相互水平摩擦组成，其中，所述结构包含五层，最外层为导电层，与导电层相邻的为薄膜层，薄膜层另一侧设有薄膜纳米结构层，薄膜纳米结构层另一侧设有金属电极，金属电极另一侧设有金属电极纳米结构层。

2.根据权利要求1所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：金属电极呈栅状结构，两组结构的金属电极交错相对，金属电极的材料为铝或镍或铜或银或金或铂。

3.根据权利要求1所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：薄膜层的材料为聚四氟乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺。

4.根据权利要求1所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：导电层的材料为金或银或铂或铜或铝或钛或钨等金属材料。

5.根据权利要求1所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：导电层的材料为铟锡金属氧化物或III-V族化合物或高掺杂硅等半导体材料。

6.根据权利要求2所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：所述的栅状结构的金属电极厚度为100nm–2000μm。

7.根据权利要求3所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：所述的薄膜层厚度为5μm–2000μm。

8.根据权利要求3所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机，其特征在于：所述导电层的厚度为50nm–3000nm。

9.根据权利要求1所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：利用反应离子刻蚀工艺产生的阳等离子轰击薄膜层表面，使薄膜层一侧表面形成不规则的薄膜纳米结构层。

步骤2：利用溅射或蒸发或者化学气相沉积工艺，在薄膜纳米结构层一侧表面制作出完整的金属电极；

步骤3：利用光刻胶掩膜通过光刻实现图形化金属电极，从而得到栅状结构的金属电极；

步骤4：利用水浴加热的方法通过控制加热的温度与时间在金属电极一侧表面得到金属电极纳米结构层；

步骤5：利用蒸发或溅射或化学气相沉积工艺，在薄膜层另一侧表面制作导电层。

10.根据权利要求9所述的一种基于横向摩擦的单表面摩擦发电机制备方法，其特征在于所述的步骤1）中：所述的反应离子刻蚀工艺参数包括：线圈功率为300W–600W；刻蚀气体为O₂、CF₄、Ar₂；平板功率为50W-300W；刻蚀时间为20s-100s。