新型铁电材料可变身机器人“肌肉”
美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变，有望成为一种高性能的运动控制器（致动器），在医疗设备、先进机器人和精密定位系统中大显身手，例如作为机器人的“肌肉”等。相关研究论文发表于最近的《自然·材料》杂志。 铁电材料是一类在施加外部电荷时表现出自发电极化的材料。在相变过程中，这些材料中的机械应变可以使其形状等特征发生变化，因此这种材料可用作致动器。致动器指在外力（如电能）作用下能变形的材料。 一般而言，这些致动器很坚硬，但铁电聚合物等软致动器具有更高的灵活性和环境适应性。聚合物是一类由许多相似单元结合在一起形成的材料，DNA和尼龙都是聚合物，铁电聚合物的机械应变比陶瓷等其他铁电材料高得多。此外，铁电聚合物还更柔韧、成本更低、质量更轻，因此在软机器人和柔性电子产品等领域更有前景。 研究团队指出，目前软材料致动领域面临两大挑战：提高软材料的受力以及降低驱动场。为此，他......阅读全文
什么是铁电畴？
为什么铁电体会有电滞回线？主要是因为铁电体是由铁电畴组成的。理想单畴铁电单晶体中，晶体内部所有区域的自发极化P全部指向同一方向，整个晶体将在内外部空间建立起电场。那么周围空间将储存相当大的静电能量，从能量角度来看，这种状态是不稳定的。因此，晶体中铁电相的自发极化总是会分裂成一系列极化方向不同的
什么是铁电畴？
为什么铁电体会有电滞回线？主要是因为铁电体是由铁电畴组成的。理想单畴铁电单晶体中，晶体内部所有区域的自发极化P全部指向同一方向，整个晶体将在内外部空间建立起电场。那么周围空间将储存相当大的静电能量，从能量角度来看，这种状态是不稳定的。因此，晶体中铁电相的自发极化总是会分裂成一系列极化方向不同的小区域
铁电材料电滞回线的测量
测量铁电材料电滞回线的方法通常有两种：冲击检流计描点法和 Sawyer-Tower电路法。第二种方法可用超低频示波器进行观察以及用xy函数记录仪进行记录，简便迅速，故人们常常采用。 采用Sawyer-Tower电路准静态测试铁电陶瓷材料电滞回线的测量原理图（GB/T6426-1999）
铁电材料电滞回线的测量
测量铁电材料电滞回线的方法通常有两种：冲击检流计描点法和 Sawyer-Tower电路法。第二种方法可用超低频示波器进行观察以及用xy函数记录仪进行记录，简便迅速，故人们常常采用。 采用Sawyer-Tower电路准静态测试铁电陶瓷材料电滞回线的测量原理图（GB/T6426-1999）如
铁电材料中电卡效应的制冷原理
制冷是人们日常生活中必不可少的事情,从水果、蔬菜、肉类保鲜,到空调的使用,再到医用方面的器官冷藏、核磁共振成像等,都需要制冷。普通的压缩机制冷的方法已经差不多到了其极限,并且其排出的有机气体,直接破坏嗅氧层,引起了温室效应,对环境的破坏作用已越来越受到人们的重视。寻找新的制冷方式成为一项刻不容缓
新型二维铁电材料铁电畴结构的调控研究获进展
铁电材料因具有稳定的自发极化，且在外加电场下具有可切换的极化特性，在非易失性存储器、传感器、场效应晶体管以及光学器件等方面具有广阔的应用前景。与传统的三维铁电材料不同，二维范德华层状铁电材料表面没有悬空键，这可降低表面能，有助于实现更小的器件尺寸。此外，传统三维铁电薄膜的外延生长需要合适的具有小
有机铁电薄膜材料的介绍
有机铁电薄膜的制备方法包括溶胶－凝胶法、旋涂法(Spin-Coating)、分子束外延技术及Langmuir-Blod-get膜技术等。与传统的无机材料相比，有机聚合物材料具有易弯曲、柔韧性好、易加工、成本低等优点而备受关注。作为一种新型的铁电体，铁电高分子聚合物的研究主要以聚偏氟乙烯(Poly
铁电材料中的大电卡效应的应用前景
制冷是人们日常生活中必不可少的事情, 从水果、蔬菜、肉类保鲜, 到空调的使用, 再到医用方面的核磁共振成像等, 都需要制冷。普通的压缩机制冷的方法已经差不多到了其极限, 并且其排出的有机气体, 直接破坏嗅氧层, 引起了温室效应, 对环境的破坏作用已越来越受到人们的重视。寻找新的制冷方式成为一项刻
Nature：原子尺度调控实现材料的室温铁电、多铁性
日前来自康奈尔大学的科学家Darrell G. schlom（通讯作者）报道了一种构建室温条件下铁电和磁性耦合的单相多铁材料的新方法。作者采用LuFe2O4作为表面矩阵，在合成过程中引入特殊的FeO单层材料，这样实现了(LuFeO3)m/(LuFe2O4)1超晶胞的构建。由于相邻的LuFeO3的
Nature:铁电材料性能的预测与优化
铁电材料是一种存在自发极化的材料，且自发极化有两个或多个可能的取向，在电场作用下，其取向可以改变。它具有介电、压电、热释电、铁电以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性。铁电体概括起来可以分成两大类，一类以KH2PO4为代表，具有氢键，从顺电相过渡到铁电相是无序到有序的相变，
多铁性材料可将热直接转化为电
据美国物理学家组织网近日报道，从1824年开始，工程师们就已学会利用液体水和气体水之间的相变来发电。现在，美国科学家开始探索使用名为多铁性材料的金属合金发生“相变”来直接将热转化为电。 美国明尼苏达大学的理查德·詹姆斯领导的团队希望利用多铁性材料中自然出现的相变代替水的相变来发
新型铁电材料可变身机器人“肌肉”
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/504035.shtm
新型铁电材料可变身机器人“肌肉”
美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变，有望成为一种高性能的运动控制器（致动器），在医疗设备、先进机器人和精密定位系统中大显身手，例如作为机器人的“肌肉”等。相关研究论文发表于最近的《自然·材料》杂志。 铁电材料是一类在施加外部电荷时
美研制新型非易失性铁电存储设备
据美国物理学家组织网近日报道，美国科学家们正在研制一种新的计算机存储设备——铁电晶体管随机存取存储器（FeTRAM），其将比现在的商用存储设备更快捷，且比占主流的闪存能耗更低。研究发表在美国化学学会的《纳米快报》杂志上。 这种最新的存储设备将由硅纳米线和铁电聚合物集合而成。铁
铁电反常光伏效应研究取得新进展
铁电光伏是上世纪七十年代在研究铁电材料的光电子学性质时发现的一种新的重要的物理效应。因与常规的p-n结型太阳能电池的光伏效应存在根本差别，这种现象常被称为反常光伏效应或者体光伏效应。近年来，随着人类社会对能源环境问题的持续关注，关于铁电光伏效应的研究持续升温。目前，关于铁电光伏效应的物理机制已有
铁电材料中发现通量全闭合畴结构
记者日前从中国科学院金属研究所获悉，该所研究员马秀良研究团队与合作者在铁电材料中发现通量全闭合畴结构，或让铁电材料实现超高密度信息存储。 铁电材料是指在外加电场的作用下，其电极化方向可以发生改变的一类材料，如钛酸铅、钛酸钡等材料。铁电存储器具有功耗小、读写速度快、寿命长与抗辐照能力强等优点，但
科学家揭秘铁电材料的光电机制
美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室及加州大学伯克利分校的研究人员揭开了铁电材料在光照条件下产生高压电的秘密。该研究发表在《物理评论快报》上。 铁电材料是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。
APL：新型弛豫铁电单晶压电变压器研究
中科院上海硅酸盐研究所铁电光电晶体与器件研究课题组利用弛豫铁电单晶材料优异的压电性能设计和制备了Rosen型压电单晶变压器。该课题组系统表征了沿不同方向极化后晶体的电弹参数，并基于有限元方法，利用ANSYS软件进行了设计。制备出的变压器开路升压比达到138，功率密度约是同种型式PZT陶瓷的4倍，驱动
金属所在铁电异质界面发现极化巨大增强现象
铁电材料由于具有铁电、介电、压电、热释电等丰富的物理性能，被广泛应用于非易失性铁电存储器、电容器、制动器、热释电探测器等电子器件中。为满足电子器件小型化的发展需求，铁电体需要以低维薄膜的形式集成到电子器件中。但是，随着薄膜厚度的减小，在异质界面去极化场的作用下，铁电极化会显著降低甚至消失，如何保
福建物构所无金属反铁电分子材料研究获进展
反铁电材料具有独特的电偶极子反平行排列结构，在温度或电场作用下表现出丰富的结构相变与临界物理性能，在高功率电容器、固态制冷和能量存储器件等方面展现出广阔的应用前景。作为铁性材料家族的重要组成，反铁电分子材料由于易裁剪、易加工、环境友好以及生物相容性突出等特点引起了人们的关注。但受制于反铁电材料自
我国学者理论预测高密度铁电冰相
近日，中国科学技术大学客座教授曾晓成研究组与杨金龙/袁岚峰研究组以及大连理工大学赵纪军研究组合作，理论预测了一个新的高密度铁电冰相，研究成果发表在4月26日的《自然-通讯》上。文章标题为Room temperature electrofreezing of water yields a miss
发现铁电材料中室温电极化斯格明子晶格
2015年，中国科学院金属研究所研究员马秀良、朱银莲和博士唐云龙等通过PbTiO3/SrTiO3铁电多层膜的设计实施应变调控，发现铁电材料中的通量全闭合畴结构并成功制备出由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列(Science 2015)。该项工作发表后迅速激发了国际上关于新型铁
中科院电工所制备铁电-半导体耦合光伏器件
记者日前从中科院电工所获悉，该所化合物薄膜太阳能电池研究组在普通钠钙玻璃上制备的铁电-半导体耦合光伏器件，经中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证，其转化效率达11.3%。 铁电-半导体耦合光伏器件，又叫纳米偶极子太阳能电池，属第三代太阳能电池。与传统PN结不同的是，该光伏器件是
金属所铁电薄膜异质界面及畴组态研究取得系列进展
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室固体原子像研究部研究员马秀良、朱银莲，博士刘颖、博士生李爽近来在铁电薄膜异质界面和同质界面的可控生长、调控以及微观结构性能方面获得系列新进展。 铁电材料由于丰富的物理性能和在铁电器件领域广泛的应用前景得到研究人员的广泛关注。由于电子器件小型化的
新研究或让铁电材料实现超高密度信息存储
中科院沈阳金属研究所研究人员通过国际合作，在铁电材料中发现了通量全闭合畴结构以及由顺时针和逆时针闭合结构交替排列构成的大尺度周期性阵列，并发现了闭合结构核心处存在巨大弯电效应，有望使铁电材料实现超高密度信息存储功能，相关成果4月16日在线发表于《科学》杂志。 铁电材料与铁磁材料具有极强的类比性
铁电局域场增强纳米线光电探测器研究获进展
近日，中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室胡伟达研究员、武汉大学物理学院廖蕾教授等研究人员在铁电局域场增强纳米线光电探测器研究取得进展，相关成果以“When Nanowires Meet Ultrahigh Ferroelectric Field -High-Performan
研究揭示潜在Sn基杂化钙钛矿型铁电半导体
铁电半导体材料在智能传感器、能量转换和自驱动光电探测方面的潜在应用引起了科研工作者的研究兴趣。近年来，铁电性在有机无机杂化钙钛矿体系中受到研究者的关注，这类材料具有优异的载流子输运特性、特有的可调谐光响应性和溶液可加工性。研究者通过引入大尺寸的有机胺，一系列二维多层杂化钙钛矿铁电体已被成功设计合
Science Advances：铁电超晶格中发现周期性电偶极子波
拓扑极化结构自身具有拓扑保护性，在信息处理、传输、存储等方面具有重要的应用价值。然而，铁电材料中的极化拓扑结构一般都包含本体对称性不允许的连续极化旋转。如何解决铁电极化与晶格应变的相互制约的问题，实现极化反转与晶格应变的有效调控，获得有望用于超高密度信息存储的结构单元，是当今铁电材料领域面临的一
宁波材料所在铁电材料的光伏效应调控方面取得进展
光伏效应广泛存在于BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3等铁电材料中。由于较大的禁带宽度，铁电材料的光电转换效率通常较低。新型铁电材料BiFeO3因其禁带宽度相对较窄，人们在这种材料中发现了明显的光伏效应。相比单晶块体和外延薄膜材料，多晶BiFeO3薄膜因其制备工艺简单、成本低等因素在光
Nature：研发获得具有高压电性能的透明铁电单晶
铁电材料是一种能够实现电-声信号转换的智能材料，广泛应用于超声、水声、电子、自控、机械等诸多领域。然而，由于铁电体存在大量的畴壁和晶界，传统的高性能压电材料，如：Pb(Zr,Ti)O3（PZT）陶瓷和工程畴结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 （PMN-PT）单晶材料，通常在可见