混合铁电体中铁弹翻转驱动的巨大剪切应变和压电性
材料科学
2021-01-13 v1
摘要
能够产生大可控应变的材料广泛应用于形状记忆器件、致动器和传感器。人们为改善各种材料体系的应变输出付出了巨大努力。其中，铁弹转变是电驱动铁电/压电体以及热驱动或磁驱动形状记忆合金中巨大可逆应变的基础。然而，传统铁电体中的大应变铁弹翻转非常具有挑战性，而磁控和热控在应用中并不理想。在此，我们展示了一种混合铁电体 C6H5N(CH3)3CdCl3 中前所未有的高达 21.5% 的巨大剪切应变。该应变响应比性能最优的传统铁电聚合物和氧化物高出约两个数量级。它是通过无机键切换实现的，并得益于大有机基团的结构限域效应，这阻止了不希望发生的 180 度极化翻转。此外，Br 取代可以有效软化化学键，并在固溶体 C6H5N(CH3)3CdBr3xCl3(1-x) 的富 Br 端产生巨大的剪切压电系数（d35 ~ 4800 pm/V）。这些化合物优异的机电性能预示着它们在轻量化和高能量密度器件中的应用潜力，本文所描述的策略应能启发基于混合铁电体的下一代压电材料和电活性材料的开发。
引用
@article{arxiv.2006.07883,
title = {Ferroelastic-switching-driven colossal shear strain and piezoelectricity in a hybrid ferroelectric},
author = {Yuzhong Hu and Lu You and Bin Xu and Tao Li and Samuel Alexander Morris and Yongxin Li and Yehui Zhang and Xin Wang and Pooi See Lee and Hong Jin Fan and Junling Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07883},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 14 figures, 5 tables