Gli scienziati scoprono come i film ferroelettrici possono essere flessibili

La tecnologia elettronica flessibile sta portando una rivoluzione tecnologica indossabile intelligente ei materiali ferroelettrici giocheranno un ruolo importante nel campo dell'elettronica flessibile. Il materiale ferroelettrico è un tipo di materiale funzionale con polarizzazione spontanea e può realizzare energia meccanica e conversione di energia elettrica. Tuttavia, gli ossidi ferroelettrici a blocchi mostrano una certa fragilità e rigidità. Come ottenere la superelasticità e la flessibilità nei film sottili ferroelettrici e applicarli in dispositivi elettronici flessibili è un problema urgente da risolvere.

Concentrandosi su questo problema scientifico chiave, il professor Liu Ming e il professor Ding Xiangdong dell'Università di Xi 'an Jiaotong hanno collaborato per condurre una ricerca approfondita sul comportamento meccanico della flessibilità e dell'elasticità dei materiali ferroelettrici a film sottile monocristallino, e hanno fatto un grande passo avanti.

Utilizzando Sr3Al2O6 solubile in acqua come strato sacrificale, hanno preparato ed esfoliato ampie aree di film sottili ferroelettrici monocristallini autoportanti BaTiO3 (BTO). Attraverso esperimenti di piegatura in situ sui film con bracci nanomeccanici, hanno scoperto che i film sottili BTO potevano essere piegati di 180 ° e la tensione di piegatura massima era fino a ~ 10%. L'esperimento ha anche scoperto che dopo la compressione ad ampio angolo, con il rimozione della forza esterna, la forma del film BTO può rimbalzare, mostrando un comportamento superelastico.Si è scoperto che la superelasticità dei film BTO può derivare dall'inversione reversibile dei domini ferroelettrici a e C sotto un grande gradiente di deformazione.Allo stesso tempo, continua inversione di polarizzazione avvenuta tra domini ferroelettrici a e C, che ha efficacemente ridotto la barriera energetica ed evitato la possibile frattura causata dall'inversione del dominio.Inoltre, nello stato di flessione, il grande gradiente di deformazione indurrà anche un significativo effetto di avvolgimento elettrico, realizzando il integrazione di dispositivi funzionali basati sull'accoppiamento elettrodinamico, migliorando così ulteriormente la funzionalità dei dispositivi correlati basati sul si flessibile Film sottile ferroelettrico di cristallo ngle.

Sulla base dei risultati di cui sopra, è possibile aspettarsi comportamenti meccanici simili in altri corpi ferroelettrici, che fornisce una base sperimentale per realizzare la superelasticità in altri film sottili di cristallo singolo ferroelettrico.Inoltre, il film sottile ferroelettrico flessibile con super elasticità è anche un buon regolatore del campo elettrico medio. Combinandolo con il film sottile ferroelettrico flessibile, è possibile evitare l'effetto di legame del substrato esistente nella giunzione eterogenea del film sottile multistrato tradizionale e l'effetto di accoppiamento magnetoelettrico può essere notevolmente migliorato, ponendo le basi per lo sviluppo futuro del nuovo magnetoelettrico flessibile dispositivi con piccolo campo elettrico regolabile.