一种单原子压电材料及其制备方法与应用

本发明属于新能源材料技术领域，具体涉及一种单原子压电材料及其制备方法与应用。

背景技术：

压电效应表示某些材料在沿一定方向上受到外力的作用时，材料结构发生微观变形，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。出于这个原因，压电器件已经无处不在，例如石英振荡器、具有亚原子分辨率的微量天平。例如，氮化硼(bn)是一种典型的压电材料，具有高的化学稳定性和热稳定性，可作为压电薄膜应用于声表面波器件中，且近年来，高频声表面波(saw)器件的主要研究热点正是高声速、优压电性的基片材料。与传统的低声速材料如zno、linbo3相比，bn压电薄膜相速优于这些材料，能够使saw器件达到更高的频率，可以实现低频散、频率温度系数好的高频saw器件。但bn的压电性能相对于传统的压电材料zno、linbo3而言，性能较差。现阶段提升bn压电性能的方法可以分为两种，第一种是通过对bn的层数进行减薄，得到少数层甚至单层的bn纳米片，因为有研究表明，当bn的层数减少时能够提升压电性能，但是该方法极具复杂性不稳定性；另一种方式是通过将bn与其他压电材料混合在一起来提升压电性能，但是该种方法提升效果不明显，并且性能不稳定。因此，可见寻找有效的提升bn压电性能以及传统压电材料的方法具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种单原子压电材料及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种单原子压电材料的制备方法，其包括：

至少使压电材料与金属单原子源在140～180℃进行水热反应，制得单原子压电材料。

进一步的，所述压电材料包括h-bn、mos2、sns2、mose2、sno2、ws2、crte2中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述金属单原子源包括金属无机物和/或金属有机物。

进一步的，所述金属单原子源包括w(co)6、w(co)4、cr(co)6、ni(co)4、mo(co)6、na2wo4中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的单原子压电材料。

本发明实施例还提供了前述的单原子压电材料于制备压电器件中的用途。

本发明实施例还提供了一种压电器件的制备方法，其包括：

采用前述方法制备单原子压电材料；

将所述单原子压电材料、封装材料、固化剂混合均匀，之后将所获混合物施加于导电基底表面并通过组装形成压电器件。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的压电器件，所述压电器件包括沿设定方向依次设置的第一导电玻璃层、压电材料层以及第二导电玻璃层，所述压电材料层由所述单原子压电材料与封装材料固化形成。

本发明实施例还提供了一种提升压电材料性能的方法，其包括：至少使压电材料与金属单原子源在140～180℃进行水热反应，从而使所述压电材料负载金属单原子。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明以压电材料作为载体，以金属无机物或金属有机物作为金属单原子源，通过水热高温高压的方法，合成了单原子压电材料，并通过金属单原子与压电材料表面的原子配位进而提升材料的压电性能；在压电性能测试实验中，单原子压电材料的压电性能相对于原始压电材料而言，压电性能提升了近10倍，这是通过单原子金属与载体表面原子的配位来改变表面电势，进而提升压电材料的压电性能；

(2)本发明提供的单原子压电材料的制备方法具有普适性，所选载体材料可拓展为sns2、mos2、sno2、ws2、mose2、crte2等二维压电材料，所选金属单原子源可以为co、pt、mo、ni、pd、rh等金属无机物或金属有机物，该方法能够为单原子材料的制备以及压电机制的探究提供一种新的研究思路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中制备的压电器件的结构图；

图2是本发明实施例1、对比例1-2中制备的压电器件在同一压力下不同器件的压电信号图；

图3是本发明实施例1中的1中的最终产物w单原子负载的h-bn(w-bn)的球差电镜图。

具体实施方式

鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的一个方面提供了一种单原子压电材料的制备方法，其包括：

至少使压电材料与金属单原子源在140～180℃进行水热反应，制得单原子压电材料。

在一些较为具体的实施方案中，所述压电材料包括h-bn、mos2、sns2、mose2、sno2、ws2、crte2中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述压电材料为二维压电材料。

进一步的，所述金属单原子源包括金属无机物和/或金属有机物，且不限于此。

进一步的，形成所述金属无机物和/或金属有机物的金属包括w、cr、co、pt、mo、ni、pd、rh中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述金属有机物包括羰基金属有机配合物，且不限于此。

进一步的，所述金属单原子源包括w(co)6、w(co)4、cr(co)6、ni(co)4、mo(co)6、na2wo4中的任意一种或两种以上的组合；尤其优选为w(co)6。

在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法包括：使所述压电材料与金属单原子源及溶剂混合后，再进行所述的水热反应2～6h。

进一步的，使压电材料、金属单原子源与溶剂混合形成水热反应体系，之后以5～10℃/min的升温速率将所述水热反应体系的温度升至140～180℃并进行水热反应，制得所述单原子压电材料。

进一步的，所述溶剂包括甲苯和油胺的混合溶剂，且不限于此。

进一步的，所述升温速率优选为5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min中的任一者。

进一步的，所述水热反应的温度为140℃、150℃、160℃、170℃、180℃中的任一者。

进一步的，所述水热反应的时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h中的任一者。

在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法还包括：在所述水热反应完成后，对所获混合物进行洗涤、分离、干燥处理。

进一步的，所述洗涤处理使用的洗涤溶剂包括乙醇、正己烷、环己烷、乙醇、氯仿中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述干燥处理的温度40～80℃，时间为6～10h。

进一步的，所述干燥处理的温度为40℃、45℃、50℃、55℃、65℃、70℃、75℃、80℃中的任一者。

本发明实施例的另一个方面还提供了由前述方法制备的单原子压电材料。

进一步的，所述单原子压电材料包括作为载体的压电材料及负载于所述载体表面的金属单原子，所述金属单原子通过与载体表面原子间的化学键合作用负载于所述载体表面。

进一步的，所述单原子压电材料中金属单原子的含量为1.5～2.5wt％。

本发明实施例的另一个方面还提供了前述的单原子压电材料于制备压电器件中的用途。

本发明实施例的另一个方面还提供了一种压电器件的制备方法，其包括：

采用前述方法制备单原子压电材料；

将所述单原子压电材料、封装材料、固化剂混合均匀，之后将所获混合物施加于导电基底表面并通过组装形成压电器件。

在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法具体包括：

将所述单原子压电材料与分散剂混合形成单原子压电材料分散液，再加入封装材料混合均匀，之后通过干燥处理，获得单原子压电材料与封装材料的混合物；

以及，将所述单原子压电材料与封装材料的混合物与固化剂混合均匀，之后将所获混合物施加于导电基底的导电面并通过组装形成所述压电器件。

进一步的，所述封装材料包括聚二甲基硅氧烷，且不限于此。

进一步的，所述分散剂包括乙醇和/或丙酮，且不限于此。

进一步的，所述固化剂包括含氢硅油，且不限于此。

进一步的，所述固化剂包括二甲基硅油，且不限于此。

进一步的，所述导电基底包括导电玻璃，且不限于此。

更进一步的，所述导电玻璃为单面导电玻璃。

更进一步的，所述单面导电玻璃包括单面镀有氧化铟锡的ito导电玻璃、fto导电玻璃、pet-ito导电薄膜中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述制备方法包括：采用旋涂和/或喷涂的方式将所获混合物施加于导电玻璃的导电面并通过组装形成压电器件。

进一步的，所述制备方法包括：以600～1200rpm的旋涂转速将所获混合物旋涂于导电玻璃的导电面并通过组装形成压电器件。

进一步的，所述旋涂转速为600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1100rpm、1200rpm中的任一者。

进一步的，所述封装材料与固化剂的质量比为10～20∶1。

进一步的，所述封装材料与固化剂的质量比为10∶1、12∶1、14∶1、16∶1、18∶1、20∶1中的任一者。

在一些更为具体的实施方案中，所述压电器件的制备方法具体包括：

将前述的单原子压电材料与pdms混合后，随后加入固化剂进行搅拌，最终进行旋涂分布在ito导电玻璃上并组装成器件。

其中，pdms在固化时，固化比为10∶1，并且pdms总是与ito的导电面相接触。

本发明中压电性能的测试是通过步进机和/或循环压力机等设备对器件进行循环恒定的施加压力，然后通过泰克示波器、电压表、电化学工作站等电子设备收集压电信号。

本发明实施例的另一个方面还提供了由前述方法制备的压电器件，所述压电器件包括沿设定方向依次设置的第一导电玻璃层、压电材料层以及第二导电玻璃层，所述压电材料层由所述单原子压电材料与封装材料固化形成。

进一步的，所述第一导电玻璃层与第二导电玻璃层均为单面导电玻璃。

进一步的，所述单面导电玻璃包括单面镀有氧化铟锡的ito导电玻璃、fto导电玻璃、pet-ito导电薄膜中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述第一导电玻璃层、第二导电玻璃层的导电面均与所述压电材料层接触设置。

进一步的，所述压电材料层的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm。

在一些较为具体的实施方案中，所述单原子压电材料的制备方法具体包括：

以h-bn纳米片和w(co)6作为原材料，通过在150℃保持4h的高温高压反应的水热方法，成功制备了单原子w负载的h-bn二维材料(w-bn)。

相应的，所述压电器件的制备方法具体包括：

将w-bn、pdms、ito导电玻璃组装成器件，并且通过步进机和示波器进行压电性能测试和压电信号收集，单原子负载的压电材料相对于原始基底材料，压电信号提升了近10倍。

本发明还提供了一种提升压电材料性能的方法，其包括：至少使压电材料与金属单原子源在140～180℃进行水热反应，从而使所述压电材料负载金属单原子。

在一些较为具体的实施方案中，使所述压电材料与金属单原子源及溶剂混合后，再进行所述的水热反应。

进一步的，使压电材料、金属单原子源与溶剂混合形成水热反应体系，之后以5～10℃/min的升温速率将所述水热反应体系的温度升至140～180℃并进行所述的水热反应；

在一些较为具体的实施方案中，所述压电材料包括h-bn、mos2、sns2、mose2、sno2、ws2、crte2中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述压电材料为二维压电材料。

在一些较为具体的实施方案中，所述金属单原子源包括金属无机物和/或金属有机物，且不限于此。

进一步的，形成所述金属无机物和/或金属有机物的金属包括w、cr、co、pt、mo、ni、pd、rh中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述金属有机物包括羰基金属有机配合物，且不限于此。

进一步的，所述金属单原子源包括w(co)6、w(co)4、cr(co)6、ni(co)4、mo(co)6、na2wo4中的任意一种或两种以上的组合，尤其优选为w(co)6。

进一步的，所述溶剂包括甲苯和油胺的混合溶剂，且不限于此。

在一些较为具体的实施方案中，在所述水热反应完成后，对所获混合物进行洗涤、分离、干燥处理。

进一步的，所述洗涤处理使用的洗涤溶剂包括乙醇、正己烷、环己烷、乙醇、氯仿中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。

进一步的，所述干燥处理的温度40～80℃，时间为6～10h。

本发明公开了一种提升材料压电性能的方法，演示了一种高效的单原子压电材料。金属单原子通过与压电材料表面的原子配位并进行结合，使压电材料表面的电势发生，在受到机械外力的情况下导致极化率增大，本发明以单原子负载的h-bn纳米片为例，对压电材料的性能提升近10倍。这种方法能够为压电材料提升压电性能和机制探究提供一种新型的研究方法。

压电效应的产生在微观上是因为材料结构发生微观变形，其内部会产生极化现象，表面电势发生变化，本发明中的单原子压电材料是通过调节单原子与载体之间的配位，使载体表面电势发生变化，表面原子活性发生变化，进而提升压电材料的压电性能。

下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。

实施例1

称取50mg的h-bn、20mg的w(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物w单原子负载的h-bn(记为w-bn)。所得的w-bn通过球差电镜图能够看到单原子的存在，表明单原子的成功负载，如图3所示，金属单原子如图中白点所示。

称取一定量的最终产物w-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和w-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保w-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例2

称取50mg的h-bn、40mg的w(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物w单原子负载的h-bn(w-bn)。称取一定量的最终产物w-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和w-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保w-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例3

称取50mg的h-bn、60mg的w(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物w单原子负载的h-bn(w-bn)。称取一定量的最终产物w-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和w-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保w-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例4

称取50mg的h-bn、80mg的w(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物w单原子负载的h-bn(w-bn)。称取一定量的最终产物w-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和w-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保w-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例5

称取50mg的h-bn、100mg的w(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物w单原子负载的h-bn(w-bn)。称取一定量的最终产物w-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和w-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保w-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，形成压电器件(如图1所示)，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。本实施例制备的压电器件在18n的压力下的压电性能图如图2所示。

实施例6

称取50mg的mos2、50mg的ni(co)4置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以5℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在40℃条件下干燥10h得到最终产物ni单原子负载的mos2(ni-mos2)。称取一定量的最终产物ni-mos2超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和ni-mos2混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保ni-mos2均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有ni-mos2的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例7

称取50mg的mos2、100mg的ni(co)4置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在80℃条件下干燥6h得到最终产物ni单原子负载的mos2(ni-mos2)。称取一定量的最终产物ni-mos2超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和ni-mos2混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保ni-mos2均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有ni-mos2的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例8

称取50mg的sns2、50mg的mo(co)4置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥8h得到最终产物mo单原子负载的sns2(mo-sns2)。称取一定量的最终产物mo-sns2超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和mo-sns2混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保mo-sns2均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有mo-sns2的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例9

称取50mg的sns2、100mg的mo(co)4置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物mo单原子负载的sns2(mo-sns2)。称取一定量的最终产物mo-sns2超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和mo-sns2混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保mo-sns2均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有mo-sns2的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例10

称取50mg的h-bn、20mg的mo(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物mo单原子负载的h-bn(mo-bn)。称取一定量的最终产物mo-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和mo-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保mo-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有mo-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

实施例11

称取50mg的h-bn、20mg的cr(co)6置于25ml的高温反应釜中，然后向反应釜中加入15ml的甲苯和油胺混合溶液，随后将反应釜密封，以10℃/min的升温速率升温到150℃，并在此温度下保持4h，待反应釜中的产物自然冷却后，通过抽滤的方法对产物进行收集，并放入真空烘箱中在60℃条件下干燥10h得到最终产物cr单原子负载的h-bn(cr-bn)。称取一定量的最终产物mo-bn超声分散在的乙醇中，然后向上述乙醇和cr-bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保cr-bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有cr-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。

对比例1

称取一定量的原始bn(h-bn)超声分散在乙醇中，然后向上述乙醇和原始bn混合溶液中加入1g的pdms并在磁力搅拌器上搅拌0.5h，确保原始bn均匀的分散在pdms中，随后将该混合物放入真空烘箱中，在80℃的条件下干燥6h，确保乙醇被完全蒸发，随后将其取出，然后向该混有w-bn的pdms中加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。本对比例制备的压电器件在18n的压力下的压电性能图如图2所示。

对比例2

称取1g的pdms并加入0.1g的二甲基硅油并搅拌均匀，随后将混合物通过旋涂的方法均匀的旋涂在ito导电玻璃的导电面，然后再在其上层覆盖一层ito导电玻璃收集电荷，最后通过步进机对器件进行施加压力，并通过示波器收集压电信号。本对比例制备的压电器件在18n的压力下的压电性能图如图2所示。

本发明公开了一种提升材料压电性能的方法，演示了一种高效的单原子压电材料。金属单原子通过与压电材料表面的原子配位并进行结合，使压电材料表面的电势发生，在受到机械外力的情况下导致极化率增大，本发明以单原子负载的h-bn纳米片为例，对压电材料的性能提升近10倍。这种方法能够为压电材料提升压电性能和机制探究提供一种新型的研究方法。

此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。

应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。