氧化钇稳定氧化锆单晶

巨电致伸缩响应

取向依赖的巨机电效应源于氧空位长程迁移，在无铅驱动器与传感器中可取代铅基弛豫铁电体。

Zhuwu, Yi · 潘锴 · Liao, Luocheng · Zhijian, He · Changxing, Zhao · 谢淑红

Advanced Science 2026

具体参数

电致伸缩系数

{'zh': '5.82', 'en': '5.82'} ×10⁻¹⁷ m² V⁻²

赝压电系数

{'zh': '218', 'en': '218'} pm V⁻¹

技术优势

无铅也能巨应变

在 [100] 取向单晶中测到 5.82×10⁻¹⁷ m² V⁻² 的电致伸缩系数，可直接替代铅基弛豫铁电体，避开铅毒性。

取向可控调响应

响应随晶体取向改变，可根据器件需求选择 [100]、[110] 或 [111] 取向来优化电致伸缩或压电性能。

机制清楚了才敢用

实验和第一性原理计算证实响应源于氧空位长程迁移，而非界面效应，单晶本身即可用作电活性材料。

应用场景

• 微纳驱动器：以无铅巨电致伸缩实现高精度驱动，替代铅基压电驱动器。
• 高分辨率传感器：利用赝压电响应制作高灵敏度传感器，避免铅污染。
• 电活性复合材料：单晶基片可与聚合物复合，在无铅体系中引入巨机电响应。
• 精密定位系统：其电致伸缩系数可用于纳米级定位，且无需极化处理。