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qy333vip千贏國際app:我科學家找到兼具高壓電系數和理論極限透光率的鐵電晶體材料

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科技日報記者 史俊斌   通訊員 劉昱含

記者1月16日從西安交通大年夜學獲悉,北京光陰1月16日,英國《自然》期刊在線頒發了該校壓電單晶鉆研團隊的最新學術成果。

具有超高壓電效應的透明鐵電單晶鐵電材料是一種能夠實現電-聲旌旗燈號轉換的智能材料,廣泛利用于超聲、水聲、電子、自控、機器等諸多領域。

然而,因為鐵電體存在大年夜量的疇壁和晶界,傳統的高機能壓電材料,如:Pb(Zr,Ti)O3(PZT)陶瓷和工程疇布局的Pb(Mg1/3Nqy333vip千贏國際appb2/3)O3-PbTiOqy333vip千贏國際app3 (PMN-PT)單晶材料,平日在可見光波段是不透明的。這一問題經久地阻礙了人們試圖將可見光耦合到高機能壓電器件中的設想。

西安交大年夜鉆研團隊與美國賓夕法尼亞州立大年夜學、澳大年夜利亞伍倫貢大年夜學、哈爾qy333vip千贏國際app濱工業大年夜學等單位相助,使用交變電場來極化PMN-PT鐵電晶體,從而完全打消了對光有散射感化的鐵電疇壁,從而得到了兼具高壓電系數(>2100 pC/N)、高電光系數(220 pm/V)和理論極限透光率的鐵電晶體材料。

這項鉆研事情所得到的透明壓電晶體將有效地推動聲-光-電多功能耦合器qy333vip千贏國際app件的設計與開拓,例如:透明觸覺傳qy333vip千贏國際app感器、具有能量網絡功能的透明壓電觸摸屏、用于光聲成像的高機能透明超聲換能器等。此外,在壓電機理鉆研方面,基于相場模擬和原位實驗表征,鉆研團隊還發明,在PMN-PT晶體中,減小疇壁密度(或增大年夜電疇尺寸)可使晶體壓電和介電機能大年夜幅增添,尋釁了人們經久以情因為鈦酸鋇晶體鉆研事情而形成的高疇壁密度孕育發生高壓電效應的傳統熟識,為往后壓電材料的設計供給了思路。

a 本事情所獲得的透明高機能壓電單晶材料照片;b 單晶透光率實驗數據

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