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原位透射助力研究納米材料高溫下持續撓曲電效應
具有反轉極化特性的材料廣泛應用于存儲器件，傳感器，致動器和換能器中。電介質的極化可以由不同的誘導因素誘導產生，例如通過壓電機械應變誘導。與僅存在于非中心對稱晶體結構中的壓電效應不同，撓曲電效應存在于所有的晶體介電材料中。為了拓展介電材料的應用范圍，現在關于撓曲電效應的研究原來越多。
從材料的角度來講，與壓電材料相比較，撓曲電材料有應用溫度區間廣、更加有利于環境變化等優勢。因此撓曲電材料在傳感、驅動方面呈現出的優良特性，使其在結構健康監測領域具有很大應用前景。而且在新型應變梯度傳感器、新型壓電復合材料、新型加速度傳感器等方面的應用前景非常廣闊。撓曲電效應早是在液晶領域進行研究，現在其研究已經廣泛分布于鐵電材料、半導體材料以及生物材料等領域。
來自德國達姆施塔特工業大學的Leopold Molina-Luna研究團隊近期發表于Nature Communications雜志上的文章“Enabling nanoscale flexoelectricity at extreme temperature by tuning cation diffusion”中報道了一種意外現象，即在溫度下出現類似疇結構的納米區域（DLNR），該現象就是由于撓曲電效應產生的。為了通過實驗觀察DLNR的形成，作者通過將透射電子顯微鏡（TEM）與DENSsolutions的熱電耦合原位樣品桿做結合來進行實驗。Leopold等人首先將75mol％鈦酸鉍鈉-25mol％鈦酸鍶（NBT-25ST）乙醇懸浮液滴在氮化硅芯片上，在TEM中，設置升溫程序，通過芯片加熱固態燒結得到核-殼結構納米粉體，并通過TEM實時進行結構表征，觀察核-殼結構的整個形成過程。同時，通過芯片上的電極在800°C下施加了高達±22 kV / mm的電場，測試樣品的撓曲電效應并通過高分辨率成像觀察整個反應的動力學過程。全部實驗過程均在同一塊原位芯片上完成。之前關于塊狀NBT-25ST的大量研究表明，納米疇結構在350℃左右已經消失，此次實驗研究中發現的疇結構在超高溫度800℃下仍穩定存在。這一發現開辟了一門新興的科學，必將推動其他高溫撓曲電效應納米材料的研究和開發。
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