弹性反映了材料表现出机械变形和恢复能力。 材料（例如合金和半导体）的弹性和柔韧性取决于材料中的基本成分（原子和分子等）及其相互作用（化学键）。近年来，针对氧化物薄膜开发的新颖剥离和转移技术为制造高质量的外延膜迈出了一步。然而，在研究铁电体薄膜柔韧性，起源和极限方面，几乎没有做任何进展。尽管铁电体中的离子键或共价键通常会限制弹性，但是铁电体域的演化可以提供一种替代途径来完成氧化物的超弹性而不是相变。
2019年10月25日，西安交通大学刘明，周子尧及丁向东共同通讯在Science在线发表题为“Super-elastic ferroelectric single-crystal membrane with continuous electric dipole rotation”的研究论文，该研究合成了无损伤提离工艺的独立式单晶铁电钛酸钡（BaTiO3）膜。BaTiO3膜在原位弯曲测试过程中可能会发生〜180°折叠，这表明它具有超弹性和超柔韧性。 柔性的铁电体膜可以作为一个可行的平台，用于探索应变触发的相关现象，例如在未来的研究中功能增强，铁电体域工程和相变。超柔性外延铁电膜可以实现许多应用，例如柔性传感器，存储器和电子皮肤。
2019年10月11日，深圳大学材料学院饶峰，美国约翰霍普金斯大学马恩、西安交通大学张伟共同通讯在Science 在线发表题为“Phase-change heterostructure enables ultralow noise and drift for memory operation”的研究论文，该研究在面向高精度神经元计算应用的相变存储材料与器件研究方面取得重要进展。另外，Science 发表了题为“The promise of phase-change materials”的点评文章，系统总结了该研究成果；
2019年7月5日，西安交通大学单智伟、澳大利亚莫纳什大学聂建峰和美国内华达大学李斌共同通讯在Science 在线发表题为“Large plasticity in magnesium mediated by pyramidal dislocations”的研究论文，该研究发现塑性差并不是镁的固有属性，通过提高流变应力（如通过细化晶粒或提高应变速率）来促进位错形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法；
2019年4月19日，西安交通大学李飞（西安交通大学为第一单位）及 美国宾夕法尼亚州立大学张树君共同通讯在
Science 在线发表题为“Giant piezoelectricity of Sm-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 single crystals”的研究论文，该研究成功地生长了Sm掺杂的Pb（Mg1 / 3Nb2 / 3）O3-PbTiO3（Sm-PMN-PT）单晶，其d33值甚至更高，范围为每牛顿3400至4100pC N-1，具有良好的性能均匀性，这些晶体是各种传感应用的理想选择，可以通过消除浪费来降低成本。用扫描透射电子显微镜对原子尺度的Sm-PMN-PT进行了表征，以确定巨大的压电特性是由Sm3 +掺杂剂引入的增强的局部结构非均匀性引起的。因此，稀土掺杂被认为是引入局部结构异质性以增强弛豫铁电晶体的压电性的一般策略。最后，Science发表了题为“Doubling up piezoelectric performance”的点评文章，里面谈到实验成像是一项艰巨的任务，使用高分辨率透射电子显微镜检查PMN-PT结构，在约20×20×20个单元晶格的小体积内，相当于40,000个原子。虽然在该体积中仅存在50个Sm原子，但是图像显示它们在Pb位置被取代，其难度及工作量非常大。另外，PMN-PT晶体中掺入的微量Sm显著提高了它们的压电和介电性能，并且这种效应可能是由纳米级应变波动引起的。 这些有趣的发现不仅为机电换能器和低场致动器的设计带来了好消息，而且还提出了关于PMN-PT系列晶体的独特压电性能的起源和极限的问题；2018年12月14日，西安交通大学全球环境变化研究院程海教授等在Science在线发表题为"Atmospheric14C/12C changes during the last glacial period from Hulu Cave"的研究论文，该研究成果提供了一条高精度、分辨率和最长尺度的Δ14C变化记录，首次建立了过去5.4万年以来高精度的14C和230Th年龄对应关系，是该领域具有里程碑意义的新进展。在14C年龄校正到绝对日历年龄方面，以及全球变化、考古、大气-海洋碳循环等研究领域具有重要意义；同时也大大提高了17年前就已经蜚声中外的葫芦洞石笋氧同位素记录的分辨率和230Th年代的精准度，为全球变化研究提供精准的过去5.4万年以来的年代学标尺；
2018年8月31日，西安交通大学叶凯研究组联合英国约克大学Graham研究组在Science发表题为“The opium poppy genome and morphinan production”的研究论文，该论文报告了罂粟基因组草图，其中2.72 Gb组装成11条染色体，重叠群N50和支架N50分别为1.77 Mb和204 Mb，Paralog分析鉴定了P450和氧化还原酶基因，这些基因组合形成了对罂粟中吗啡喃生物合成必不可少的STORR基因融合体。因此，基因复制，重排和融合事件导致罂粟中特化代谢产物的进化。
弹性反映了材料表现出机械变形和恢复能力。材料（例如合金和半导体）的弹性和柔韧性取决于材料中的基本成分（原子和分子等）及其相互作用（化学键）。在金属中，弹性源自电子成分之间的自由转移，而在机械变形过程中基本上不改变费米能级。一些被称为形状记忆的合金甚至可以通过马氏体相变实现超过极限的应变，从而达到形状恢复性，产生超弹性。相比之下，氧化物和半导体中的离子键或共价键具有更高的相互作用强度，但缺乏足够的滑移系统以使形变下的位错运动，从而导致脆性断裂。然而，纳米结构氧化物和半导体中的相变（尺寸降低）在共存相中提供了原子位移容限，并触发了超过大块材料弹性极限并具有恢复能力的附加应变。
独立式BTO膜的合成与表征
铁电体（FEs）作为一类功能性氧化物，由于存在可切换的自发极化及其与机械变形的耦合，因此得到了广泛的应用。先进的柔性铁电体电子器件需要柔性铁电体薄膜，这将满足不断增长的应用需求。近年来，针对氧化物薄膜开发的新颖剥离和转移技术为制造高质量的外延膜迈出了一步。
然而，在研究铁电体薄膜柔韧性，起源和极限方面，几乎没有做任何进展。尽管铁电体中的离子键或共价键通常会限制弹性，但是铁电体域的演化可以提供一种替代途径来完成氧化物的超弹性而不是相变。例如，钙钛矿型BaTiO3（BTO）薄膜（四方相）是一种经典的铁电体和压电材料，通常同时包含a和c域。这些a和c域之间的过渡可能会在弯曲过程中实现形状公差。
该研究合成了无损伤提离工艺的独立式单晶铁电钛酸钡（BaTiO3）膜。 BaTiO3膜在原位弯曲测试过程中可能会发生〜180°折叠，这表明它具有超弹性和超柔韧性。 该研究发现超弹性的起源来自铁电纳米域的动态演化。 高应力显著地调节了能量分布，并使偶极子在a和c纳米域之间连续旋转。 形成了一个连续的过渡区，以适应变化的应变并避免通常导致断裂的高失配应力。
在300 K弯曲时BTO膜的形状恢复
通过域工程在其他铁电系统中该现象应该是可能的。 另外，柔性的铁电体膜还可以作为一个可行的平台，用于探索应变触发的相关现象，例如在未来的研究中功能增强，铁电体域工程和相变。超柔性外延铁电膜可以实现许多应用，例如柔性传感器，存储器和电子皮肤。
参考消息：
https://science.sciencemag.org/content/366/6464/475
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