材料科学：競合する強的秩序からの超高電気機械応答

電気機械結合を示す材料は、機械エネルギーと電気エネルギーの間の可逆的変換器として、トランスデューサーや音響デバイスに不可欠である。高い電気機械応答は通常、構造不安定性の大きい材料に見られ、従来は、モルフォトロピック相境界とナノスケールの構造不均一性という2つの戦略によって実現されてきた。今回我々は、反強誘電秩序と強誘電秩序の競合から極端な構造不安定性を誘起させることによって超高電気機械応答を実現する、異なる戦略を実証する。我々は、相図と理論計算を手掛かりにして、ニオブ酸ナトリウム薄膜における反強誘電性の直方晶相と強誘電性の菱面体晶相の共存を設計した。これらの薄膜は、電場に誘起される反強誘電–強誘電相転移に起因して、5000 pm V⁻¹を上回る実効圧電係数を示した。今回の結果は、電気機械デバイス用の反強誘電体材料を設計・利用する一般的手法を提供する。

目次へ戻る