Les scientifiques découvrent comment les films ferroélectriques peuvent être flexibles

La technologie électronique flexible apporte une révolution de la technologie portable intelligente, et les matériaux ferroélectriques joueront un rôle important dans le domaine de l'électronique flexible. Le matériau ferroélectrique est une sorte de matériau fonctionnel à polarisation spontanée et peut réaliser une conversion d'énergie mécanique et d'énergie électrique. Cependant, les oxydes ferroélectriques en blocs présentent une certaine fragilité et rigidité. Comment atteindre la superélasticité et la flexibilité dans les films minces ferroélectriques et les appliquer dans des dispositifs électroniques flexibles est un problème urgent à résoudre.

En se concentrant sur ce problème scientifique clé, le professeur Liu Ming et le professeur Ding Xiangdong de l'Université Xi 'an Jiaotong ont collaboré pour mener des recherches approfondies sur le comportement mécanique de la flexibilité et de l'élasticité des matériaux à couches minces monocristallines ferroélectriques, et ont fait une grande percée.

En utilisant du Sr3Al2O6 hydrosoluble comme couche sacrificielle, ils ont préparé et exfolié de grandes surfaces de films minces ferroélectriques monocristallins autoportants BaTiO3 (BTO). Grâce à des expériences de flexion in situ sur les films avec des bras nanomécaniques, ils ont constaté que les films minces BTO pouvaient être pliés à 180 ° et que la contrainte de flexion maximale était jusqu'à ~ 10% .L'expérience a également révélé qu'après la compression à grand angle, avec le suppression de la force externe, la forme du film BTO peut rebondir, montrant un comportement superélastique.Il a été constaté que la superélasticité des films BTO peut résulter de l'inversion réversible des domaines ferroélectriques a et C sous un gradient de déformation important.En même temps, une inversion continue de polarisation s'est produite entre les domaines ferroélectriques a et C, ce qui a effectivement réduit la barrière d'énergie et évité la fracture possible causée par l'inversion de domaine.De plus, dans l'état de flexion, le grand gradient de déformation induira également un effet d'enroulement électrique significatif, réalisant le intégration de dispositifs fonctionnels basés sur le couplage électrodynamique, améliorant ainsi encore la fonctionnalité des dispositifs associés basés sur le si flexible couche mince ferroélectrique de cristal ngle.

Sur la base des résultats ci-dessus, des comportements mécaniques similaires peuvent être attendus dans d'autres corps ferroélectriques, ce qui fournit une base expérimentale pour réaliser la superélasticité dans d'autres films minces monocristallins ferroélectriques.En outre, le film mince ferroélectrique flexible avec super élasticité est également un bon régulateur de champ électrique moyen. En le combinant avec le film mince ferroélectrique flexible, l'effet de liaison du substrat existant dans la jonction hétérogène du film mince multi-fer traditionnel peut être évité et l'effet de couplage magnétoélectrique peut être considérablement amélioré, jetant les bases du développement futur d'un nouveau magnétoélectrique flexible appareils avec petit champ électrique réglable.