Los científicos descubren cómo las películas ferroeléctricas pueden ser flexibles

La tecnología electrónica flexible está trayendo una revolución de la tecnología portátil inteligente, y los materiales ferroeléctricos jugarán un papel importante en el campo de la electrónica flexible. El material ferroeléctrico es un tipo de material funcional con polarización espontánea y puede realizar energía mecánica y conversión de energía eléctrica. Sin embargo, los óxidos ferroeléctricos en bloque muestran cierta fragilidad y rigidez. Cómo lograr superelasticidad y flexibilidad en películas delgadas ferroeléctricas y aplicarlas en dispositivos electrónicos flexibles es un problema urgente por resolver.

Centrándose en este problema científico clave, el profesor Liu Ming y el profesor Ding Xiangdong de la Universidad de Xi 'an Jiaotong colaboraron para realizar una investigación en profundidad sobre el comportamiento mecánico de la flexibilidad y elasticidad de los materiales ferroeléctricos de película delgada de cristal único, y lograron un gran avance.

Usando Sr3Al2O6 soluble en agua como capa de sacrificio, prepararon y exfoliaron grandes áreas de películas delgadas ferroeléctricas monocristalinas de BaTiO3 (BTO) autosuficientes. A través de experimentos de flexión in situ en las películas con brazos nanomecánicos, encontraron que las películas delgadas THE BTO se podían doblar 180 ° y la deformación máxima de flexión era de hasta ~ 10%. El experimento también encontró que después de la compresión de ángulo grande, con el Al eliminar la fuerza externa, la forma de la película de BTO puede rebotar, mostrando un comportamiento superelástico. Se encuentra que la superelasticidad de las películas de BTO puede resultar de la inversión reversible de los dominios ferroeléctricos ay C bajo un gran gradiente de deformación. La inversión continua de la polarización ocurrió entre los dominios ferroeléctricos ay C, lo que redujo efectivamente la barrera de energía y evitó la posible fractura causada por la inversión del dominio.Además, en el estado de flexión, el gran gradiente de deformación también inducirá un efecto de devanado eléctrico significativo, al darse cuenta de la integración de dispositivos funcionales basados ​​en el acoplamiento electrodinámico, mejorando así aún más la funcionalidad de los dispositivos relacionados basados ​​en el flexible si ngle película fina ferroeléctrica de cristal.

Con base en los resultados anteriores, se pueden esperar comportamientos mecánicos similares en otros cuerpos ferroeléctricos, lo que proporciona una base experimental para lograr la superelasticidad en otras películas delgadas de cristal único ferroeléctrico.Además, la película delgada ferroeléctrica flexible con súper elasticidad también es un buen regulador de campo eléctrico medio. Al combinarlo con la película delgada ferroeléctrica flexible, se puede evitar el efecto de unión del sustrato existente en la unión heterogénea de la película delgada de hierro múltiple tradicional y se puede mejorar significativamente el efecto de acoplamiento magnetoeléctrico, sentando las bases para el futuro desarrollo de nuevas magnetoeléctricas flexibles. Dispositivos con pequeño campo eléctrico ajustable.