2020年5月8日
莱斯大学的研究人员在实验室培养的二维二氧化钼薄片中发现了压电的证据。
他们的研究表明，这种令人惊讶的电学性质是由于电子被困在整个材料的缺陷中，这种材料不到10纳米厚。他们将这些电荷描述为驻极体，它们出现在某些绝缘材料中并产生内外电场。欧洲杯足球竞彩
压电同样是材料的一种特性，它通过在材料表面产生电压来响应应力，或者通过外加电场产生机械欧洲杯足球竞彩应变。它有许多实际和科学用途，从将摇摆的吉他弦转换成电信号，到用于做出新发现的扫描显微镜。
莱斯布朗工程学院的研究人员发现，他们的微米级薄片表现出压电反应，与在二硫化钼等传统二维压电材料中观察到的压电反应一样强。欧洲杯足球竞彩这份由Rice材料科学家Pulicke欧洲杯足球竞彩l Ajayan及其合作者撰写的报告发表在《科学》杂志上先进材料欧洲杯足球竞彩．
关键似乎在于使二氧化钼的晶格不完美的缺陷。当被拉伸时，被困在这些缺陷中的电子偶极子似乎会对齐，就像其他压电材料一样，产生一个导致观察到的效果的电场。欧洲杯足球竞彩
“超薄二维晶体继续显示出惊喜，就像我们的研究一样，”阿加延说。“缺陷工程是设计这类材料性能的关键，但往往具有挑战性，很难控制。”欧洲杯足球竞彩
“二氧化钼不会显示出任何压电性，”莱斯大学博士后研究员阿南德·普thirath补充道，他是这篇论文的共同通讯作者。“但因为我们要使材料尽可能薄，限制效应就出现了。”
他说，这种效应出现在化学气相沉积法制备的二氧化钼薄片中。在不同的点停止生长过程，即使不能控制缺陷的分布，也能让研究人员控制缺陷的密度。该研究的主要作者、莱斯大学校友Amey Apte补充了研究人员的单一化学前体气相沉积技术有助于在各种基质上生长氧化钼的再现性和清洁性。
研究人员发现，压电效应在室温下的显著时间尺度内是稳定的。二氧化钼薄片在高达100摄氏度(212华氏度)的温度下保持稳定。但在250℃(482 F)下退火3天，消除了缺陷，停止了压电效应。
Puthirath说这种材料有很多潜在的应用。“它可以用作能量收集器，因为如果你过滤这种材料，它会以电的形式给你能量，”他说。“如果给它施加电压，就会引起机械膨胀或压缩。如果你想在纳米尺度上调动某种物质，你可以简单地施加电压，它就会膨胀，并以你想要的方式移动粒子。”
这篇论文的共同作者是莱斯大学的校友Sandhya Susarla，现在是劳伦斯伯克利国家实验室的博士后学者;休斯顿大学研究生科萨尔·莫扎法里和法纳兹·萨菲·桑加巴迪，研究助理教授龙·张和电子与计算机工程教授德米特里·利特维诺夫;橡树岭国家实验室的Jordan Hachtel和Juan Carlos Idrobo;以及俄亥俄州赖特-帕特森空军基地空军研究实验室的大卫·摩尔和尼古拉斯·格莱文。阿普特现在就职于亚利桑那州钱德勒市的英特尔公司。
Ajayan和Pradeep Sharma是休斯顿大学安德森医学博士讲座教授和机械工程系主任，他们是共同通讯作者。阿贾扬是赖斯大学材料科学和纳米工程系的系主任，也是本杰明·m·玛丽·格林伍德·安欧洲杯足球竞彩德森工欧洲杯线上买球程学教授和化学教授。
空军科学研究办公室和能源部科学办公室支持了这项研究。欧洲杯线上买球显微镜研究是在橡树岭国家实验室的纳米材料科学中心进行的。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
来源:https://www.rice.edu/