科学者は強誘電性フィルムがどのように柔軟であることができるかを発見します

フレキシブルエレクトロニクステクノロジーはスマートウェアラブルテクノロジーに革命をもたらし、強誘電性材料はフレキシブルエレクトロニクスの分野で重要な役割を果たします。強誘電体材料は、自発分極を持つ一種の機能性材料であり、機械的エネルギーと電気的エネルギーの変換を実現できます。ただし、ブロック強誘電性酸化物は、特定の脆性と剛性を示します。強誘電体薄膜の超弾性と柔軟性を実現し、それらをフレキシブル電子デバイスに適用する方法は、解決すべき緊急の問題です。

この重要な科学的問題に焦点を当てて、西安交通大学の劉明教授と丁相東教授は、強誘電性単結晶薄膜材料の柔軟性と弾性の機械的挙動に関する詳細な研究を実施するために協力し、大きな進歩を遂げました。

水溶性のSr3Al2O6を犠牲層として使用して、自己支持型BaTiO3（BTO）単結晶強誘電体薄膜の大面積を調製して剥離しました。ナノメカニカルアームを備えたフィルムのその場曲げ実験により、BTO薄膜は180°折りたたむことができ、最大曲げひずみは最大10％であることがわかりました。外力を取り除くと、BTOフィルムの形状が跳ね返り、超弾性挙動を示します。BTOフィルムの超弾性は、大きなひずみ勾配下での強誘電性ドメインaとCの可逆的な反転に起因する可能性があることがわかります。同時に、 aとCの強誘電性ドメイン間で分極の連続的な反転が発生し、エネルギー障壁が効果的に減少し、ドメイン反転によって引き起こされる可能性のある破壊が回避されました。さらに、曲げ状態では、大きなひずみ勾配によって大きな電気巻線効果が誘発され、電気力学的結合に基づく機能デバイスの統合により、柔軟なSIに基づく関連デバイスの機能をさらに強化単結晶強誘電体薄膜。

上記の結果に基づいて、他の強誘電体でも同様の機械的挙動が期待でき、他の強誘電体単結晶薄膜で超弾性を実現するための実験的基礎を提供します。さらに、超弾性を備えた柔軟な強誘電体薄膜も優れた電界制御です中。柔軟な強誘電体薄膜と組み合わせると、従来のマルチ鉄薄膜の異種接合に存在する基板結合効果を回避でき、磁電結合効果を大幅に改善でき、新しい柔軟な磁電の将来の開発の基礎を築くことができます。小さな電界調整可能なデバイス。