Materials Today(今日材料)上發布的最新研究成果顯示,由鋪在二氧化硅襯底上,僅為一納米厚的氧化鋅(ZnO)薄層晶體,創下壓電性相當于大塊材料8倍水平的記錄。https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.11.016
壓電性是眾多纖鋅礦晶體的特征,但它們很少以層狀結構生長。根據RMIT大學、新南威爾士大學和澳大利亞迪肯大學的研究人員的研究,這種效應可以在薄層氧化鋅中得到增強,而到目前為止,這種氧化鋅還很難生產出來。
SiO2上均勻生長的大面積ZnO超薄片
領導這項工作的新南威爾士大學的Kourosh Kalantar Zadeh說:“我們研究液態金屬和利用液態金屬工藝合成原子薄晶體已經有一段時間了。”。當氧化鋅熔化時(在420℃左右),一層很薄的氧化層自然形成在頂部。表面氧化層沒有緊密地粘附在液態金屬上,因此它可以很容易地轉移到另一種基底上,如SiO2。他們用密度泛函理論(DFT)模擬了SiO2襯底上的超薄氧化鋅層,結果表明,厚度的減小會提高壓電活性,在1.1nm的氧化鋅層中,測量的壓電水平達到大塊材料的8倍。但研究人員也表明,除了層厚之外,還有其他因素在起作用,即層與基底的相互作用。
研究人員指出,這種生產非常薄的高度結晶的氧化鋅層的新方法不僅簡單,而且可以生產大面積高度可控的厚度。這種簡單的方法也可以很容易地應用于其他材料。
作者:粉體圈
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