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综述:基于贻贝仿生学的儿茶酚衍生物功能化生物聚合物食品包装薄膜/可食用涂层研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月26日 来源:Materials Science and Engineering: A 6.1
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这篇综述创新性地采用压电力显微镜(PFM)结合正交相位差分干涉仪(QPDI)技术,系统解析了小扭转角h-BN莫尔超晶格( t-BN )的面外极化分布特征,揭示了AB/BA堆叠域与鞍点区域呈现180°相位反转的极化规律,并通过原位应力调控实现了莫尔结构机电响应的动态调制,为二维铁电材料设计提供了新范式。
Abstract
莫尔图案因其独特的堆叠构型和复杂的机电耦合行为,已成为探索新物理现象的重要平台。通过压电力显微镜(PFM)与正交相位差分干涉仪(QPDI)联用技术,本研究精确描绘了小扭转角六方氮化硼(t-BN)中莫尔超晶格的面外极化分布,发现AB/BA堆叠域与鞍点区域存在180°相位差的相反极化现象。应变显著改变了鞍点区域的极化分布,导致莫尔域内与畴壁区域的机电行为差异。原位应力可调控鞍点区域尺寸,增强机电响应。
Introduction
二维范德华异质结构中的莫尔超晶格通过层间旋转或晶格失配工程构建,其叠加诱导的层间耦合产生可调周期性势场。莫尔材料中复杂的堆叠排列催生了超导性、铁磁态、拓扑边缘态等新颖物理现象。局部堆叠构型与对称性破缺导致面外极化,形成莫尔铁电畴。原子弛豫和重构过程为调控极化分布提供了可能。
Results and discussion
在t-BN中,莫尔超晶胞由AB/BA堆叠网络、AA堆叠及中间态(IM)构成。PFM-QPDI系统检测到AB/BA域呈现清晰的反平行极化,相位差达180°。鞍点区域因应变梯度形成条纹状极化带,其压电响应强度是堆叠域的3倍。通过探针施加0.5-3 nN原位应力时,鞍点区域宽度扩展40%,机电信号增强2.5倍,证实应变对极化分布的关键调控作用。
Conclusions
该研究揭示了莫尔超晶格中应变依赖的极化分布机制,AB/BA堆叠域的反平行极化与鞍点应变场的耦合效应为理解莫尔铁电性起源提供了实验依据。应力响应性调控策略为开发新型机电器件开辟了路径。
Sample fabrication details
采用撕裂-堆叠技术制备t-BN样品,h-BN晶体经机械剥离后,在70-90℃下通过PMMA/PC薄膜依次拾取并旋转特定角度堆叠,最终转移至SiO2/Si基底。原子力显微镜(AFM)验证样品表面无残留聚合物。
CRediT authorship contribution statement
第一作者Er Pan(电子科技大学光电科学与工程学院博士生)负责数据采集与初稿撰写,通讯作者Fucai Liu教授主导研究设计与基金支持。研究获得国家重点研发计划(2020YFA0309200)和国家自然科学基金(92477115, 62274024)资助。
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