化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  《自然·通讯》研究发现位错是可用来有效调控材料物理特性的新组元
《自然·通讯》研究发现位错是可用来有效调控材料物理特性的新组元
2017-07-07 09:02:13来源:元素商城

元素百科为您介绍科学家研究发现位错是可用来有效调控材料物理特性的新组元。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室马秀良研究员、朱银莲研究员、唐云龙博士、刘颖博士和王宇佳博士等人组成的材料界面电子显微学研究团队,利用高通量脉冲激光沉积技术,通过调控异质界面位错的柏氏矢量,成功构筑出具有巨大线性应变梯度、超低弹性能以及特殊物理特性的功能氧化物纳米结构。2017年6月30日,英国《自然·通讯》(Nature Communications)期刊在线发表了该项研究成果。

  《自然·通讯》研究发现位错是可用来有效调控材料物理特性的新组元.jpg

应变(尤其是非均匀应变)能够对特定材料结构实施梯度化调节,从而调控甚至诱导产生母体材料所不具备的全新物理特性。但是,非均匀弹性应变通常很难集成在特定器件上,其主要困难在于由非均匀弹性应变产生的“向错”具有非常高的应变能,难以稳定存在。如何突破“向错”应变的能量壁垒,实现对非均匀弹性应变在材料元器件中的有效调控,进而制备具有大范围响应特性的梯度功能材料,是当今先进功能材料领域面临的一个重大基础性科学难题。

金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室的固体原子像界面结构研究团队长期致力于材料基础科学问题的电子显微学研究,经过多年的学术积累,在解决上述基础科学难题方面近来取得突破。他们在利用脉冲激光沉积技术生长氧化物异质界面过程中,采用高通量模式,使BiFeO3/LaAlO3(001)界面产生新奇的、具有面外分量的a[011]刃型位错阵列。像差校正电子显微分析表明,这种新型位错阵列具有晶格旋转效应(类似弹性弯曲变形),使BiFeO3纳米结构中产生高达106/m的线性应变梯度。这种巨大的线性应变梯度通过弯电效应产生了数兆伏/m的内建电场(与传统半导体p-n结或肖特基结的内电场相当),同时也大幅度拓宽了BiFeO3纳米结构的可见光吸收范围。这表明巨大的线性应变梯度可实现对带隙的连续调控,进而影响光电响应特性,增强其光催化特性等。

该项研究结果显示,“向错”的弹性能随尺度的变化具有很强的非线性特征,体现出巨大的尺寸效应。理论计算表明在纳米尺度的BiFeO3/LaAlO3体系中,即便其弹性应变梯度超过106/m,该体系的弹性能低至不及均匀应变下弹性能的十分之一,甚至低于界面失配位错阵列本身的能量。

位错是材料科学中的核心概念之一。该项工作改变了人们对功能材料中有关位错作用的传统认识:位错未必是一定导致某些物理特性降低的结构缺陷,而是能被用来有效调控甚至产生优异物理特性的新组元。该项研究提供了如何利用位错的特性构筑具有连续带隙变化的梯度功能材料的概念、原理及方法。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料纳米材料  
相关专题: 材料
相关阅读:
●  南开大学发现可见光分解水催化材料设计规律
元素百科为您介绍南开大学发现可见光分解水催化材料设计规律。日前,南开大学周震教授及团队计算发现可见光分解水催化材料设计规律,同时在利用可见光分解水的催化材料研发方面取得突破性进展。此项研究对于利用太阳能分解水产生效能,应对能源危机和环境污染问题具有重要应用前景。 什么是光解水光解水指在阳光的照射下将水分解为氢气和氧气,是一种利用太阳能的有效方法。其中,光解水催化剂起到了至关重要的作用。现......
●  纳米材料的物理制备方法介绍
元素百科资讯频道:本文主要探讨纳米材料的物理制备方法。 “纳米材料” 这一概念在20 世纪80年代初正式形成, 它现已成为材料科学和凝聚态物理领域的研究热点, 而其制备科学在当前的纳米材料研究中占据着极为关键的地位。 人们一般将纳米材料的制备方法划分为物理方法和化学方法两大类。 物理方法 真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等......
●  活性炭选购指南:什么样的活性炭最好
元素百科资讯频道:活性炭又称活性炭黑,其孔多,孔隙大,呈晶体排列,针对车内甲醛、苯系、氨、TVOC、异味、细菌螨虫等有害物质的消毒净化功能尤为显著,同时释放氧离子,可循环使用,无二次污染。下面一起来看看什么样的活性炭最好? 活性炭选购秘诀 1、看密度 活性炭孔隙越多,吸附性能就越高,活性炭就越酥松,相对密度就越低,手感就会越轻,在等重量包装情况下,体积也就越大。建议购买密度小......

您确定要从购物车中移除吗???