Science Advances：相变提高自立式单晶多铁BiFeO3膜的优异柔韧性

Nanoyu

2020-08-22

将氧化铁薄膜集成到先进的柔性电子中，有望将带来超越有机和金属材料的多功能性。然而，要在单晶铁氧化物中获得相当于有机或金属材料的高柔韧性极具挑战性。

近日，西安交通大学刘明教授报道了具有优异柔韧性的自立式单晶BiFeO3膜，其是一种具有多功能性的典型多铁材料。

文章要点

1）研究人员首先在SrTiO₃(001)衬底上外延生长BiFeO₃/Sr₃Al₂O₆异质结构，然后通过水蚀刻工艺以从基底上完全释放BiFeO₃薄膜，最后是将自立式BiFeO₃膜转移到到任何其他基底上。

2）研究发现，单晶多铁BiFeO₃膜可以承受180°的周期性折叠，并具有良好的可恢复性，在扫描电子显微镜下原位弯曲过程中的最大弯曲应变高达5.42％，远远超过了同类块体材料。

3）研究人员利用相场模拟，揭示了这种优异的柔韧性主要来自单晶多铁BiFeO₃膜内可逆的菱形-四面体相变。

这项研究提出了一种通用的基本机制，可以使多种铁氧化物具有高柔韧性并有望作为柔性电子产品中的智能材料。

Bin Peng, et al, Phase transition enhanced superior elasticity in freestanding single-crystalline multiferroic BiFeO₃ membranes, Sci. Adv. 2020

DOI: 10.1126/sciadv.aba5847

http://advances.sciencemag.org/content/6/34/eaba5847