由互锁的单斜极性纳米区域产生的大尺度线性高频应变

《Nature Materials》：Large linear high-frequency strain by interlocked monoclinic polar nanoregions

铁电薄膜通过促进局部应变波动形成交联极化纳米区域，实现高频下超1.1%的高线性应变响应，双极化切换机制补偿非线性提升稳定性。

　　

摘要

具有较大且线性应变特性的铁电薄膜对于精密微执行器应用至关重要，尤其是在高频环境下。然而，目前依赖频率和温度依赖性动态特性的方法在提升此类条件下的应变响应方面效果有限。本文通过促进局部应变波动，在旋涂的外延(K,Na)NbO₃基铁电薄膜中实现了极性结构的互锁。这些薄膜在10⁵ Hz的频率下仍表现出超过1.1%的高频应变，并具有高线性和稳定性。互锁的单斜晶系和四方晶系极性纳米区域的存在促进了宽频率范围内的极化动态，从而增强了压电响应。此外，两种不同对称性和边界条件产生的极性切换机制之间的相互作用相互补偿，共同贡献了整体线性的表现。这种方法为实现具有可靠、较大且线性应变特性的铁电薄膜提供了一种有前景且易于实施的策略，适用于广泛的高频范围。