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Bulk ferroelectric heterostructures
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DOI：10.1126/sciadv.aef9861.png)
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摘要
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氧化物异质结构中的界面作为诱导薄膜中涌现和新类型功能的关键区域。在此，我们通过纳米级元素分区在单晶铁电体中展示了体铁电异质结构（BFHs）的创建，解锁了超越传统铁电体和薄膜器件功能的功能。独特的渗流、成分调制网络作为内置异质界面，产生耦合的铁电-静电-弹性场，稳定带电畴壁并在整个体材料中印刻预定义的畴结构。在BiFeO3-BaTiO3陶瓷的实例中，BFH方法将居里温度提高到824°C（增量ΔTC > 350°C），并产生优异的高温压电响应（d33 > 400皮库仑每牛顿，k33 > 0.4），超过现有高温压电材料。畴工程化的BFH进一步解锁了畴翻转的可编程控制，使体材料中实现最强且可调的内部偏置场（>8兆伏每米）和超矫顽场水平下的创纪录可逆剪切电应变（高达0.98%）。BFH设计概念为下一代具有扩展温度、高功率和高应力能力的铁电和机电转换器件提供了变革性平台。它还建立了跨越铁性家族的可编程控制通用框架，包括铁弹性、铁磁性和多铁性材料，涵盖多晶、单晶和薄膜形式。
期刊
IF:
12.5
论文数:
2.1W
被引数:
18.1W
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