Физики получили гигантский флексоэлектрический эффект

График деформации в зависимости от кислорода. Иллюстрация авторов исследования

Физики получили гигантский флексоэлектрический эффект

Физики впервые получили на практике гигантский флексоэлектрический эффект. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Краткое изложение работы приводит издание Physical Review Focus.

Флексоэлектрический эффект заключается в возникновении электрического поля внутри материала под воздействием градиента деформации. В отличие от своего ближайшего "родственника" пьезоэлектрического эффекта (он возникает в результате механической деформации) он возникает во всех 32 классах симметрии кристаллов, в то время как пьезоэлектрический эффект - только в 20 из этих классов.

В рамках работы, вместо того, чтобы деформировать материал (в этом случае возникающий эффект довольно слабый и плохо регистрируется), ученые вырастили тонкую пленку из HoMnO₃ на сапфировой подложке. Кристаллическая решетка подложки была немного шире решетки оксида. Параметры каждого следующего слоя атомов в пленке отличались от естественных меньше предыдущего, то есть решетка становилась все уже и уже. Как следствие, внутри пленки появился ненулевой градиент.

По словам ученых, флексоэлектрический эффект в полученном материале на 6-7 порядков мощнее, чем тот, который регистрировался при деформации оксидов в прошлом. При этом физикам удалось обнаружить интересный факт - оказалось, что особенности эффекта в материале определяются количеством кислорода в исходной смеси, которая используется для получения пленки оксида на подложке. По мнению ученых, подобным образом в теории можно контролировать свойства получаемых материалов.