具有超高压电性的透明铁电晶体
Chaorui Qiu1, Bo Wang2, Nan Zhang1
1Electronic Materials Research Laboratory (Key Lab of Education Ministry), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials and School of Electronic and Information Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China.
Nature
|January 17, 2020
概括
研究人员通过在PMN-PT晶体中设计铁电域结构来开发透明的压电材料. 这一突破实现了高透明度和压电性, 实现了先进的混合光学超声波设备.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 纳米技术
背景情况:
- 透明的压电是混合超声波光学设备的关键.
- 由于铁电中的光散射域壁,同时实现高压电性和透明度是很困难的.
研究的目的:
- 开发一种具有增强性能的透明压电材料的方法.
- 设计酸-酸 (PMN-PT) 晶体的域结构,以提高透明度和压电性.
主要方法:
- 使用相场模拟和实验技术.
- 采用交流电场在形PMN-PT晶体中设计铁电域结构.
主要成果:
- 实现了近乎完美的透明度和超高的压电系数 (d33 > 2,100 pC/N).
- 证明了出色的机电合系数 (k33 ≈ 94%) 和大电光系数 (γ33 ≈ 220 pm/V).
- 发现域大小的增加增强了以[001]为导向的面PMN-PT的压电性,这与传统的理解相反.
结论:
- 通过铁电领域工程实现高透明度和压电性的新范式.
- 开发的透明铁电晶体适用于医学成像,能量采集触摸屏和机器人.
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