基于铁电翻转的纳米执行器概念

利用相场模型探讨了利用铁电翻转产生增强位移的纳米执行器概念。该执行器在无外加电场的基态由取向形成通量闭合的极化畴组成。当施加电场时，极化通过铁电翻转重新取向并产生应变。该器件由衬底提供机械偏置，并在移除电场时返回基态，从而实现可重复的驱动循环。伴随铁电翻转的机械应变是仅由压电效应所达应变的几倍。我们还展示了第二种执行器设计，其中通过铁电梁的弯曲进一步增大了位移。相场建模用于跟踪驱动循环期间器件中畴图案的演化，并研究设计参数以增强可实现的驱动应变。