PZT激光周期性表面结构

激光晶面工程选择性暴露高能{110}面，压电响应提升12.3倍。

范丽莎 · 王永骥 · Zhang, Shuowen · Wu, Ling · Tingbin, Wang · Tianzhen, Zhao · 姚建华 · 吴化平

ACS Applied Materials & Interfaces 2026

参数信息

开路电压

65.25 mV

矫顽场降低幅度

30 %

LIPSS周期

247 nm

LIPSS高度

380 nm

氧空位浓度

30.7-36.1 %

技术优势

压电输出提升12.3倍

PZT-{110}LIPSS样品的开路电压峰值达到65.25 mV，而致密膜仅为5.3 mV，提升主要归因于纳米结构带来的多物理场协同效应。

矫顽场降低约30%

压电力显微镜测试表明，激光处理后PZT的矫顽场降低，畴结构更加均匀，有利于极化翻转和压电响应。

高能{110}面可控暴露

通过精确控制激光偏振方向，LIPSS沿不同晶向排列，从而选择性暴露特定的高能{110}晶面，为晶面工程提供了新手段。

应用场景

• 压电传感器：12.3倍电压输出提升可显著提高传感器灵敏度。
• 微机电系统：LIPSS保持外延结构，可直接集成于MEMS压电组件。
• 可穿戴能量收集：开路电压大幅提升，提高能量收集效率。
• 压电执行器：矫顽场降低，驱动电压可更低。