彈性反映了材料表現出機械變形和恢復能力。 材料（例如合金和半導體）的彈性和柔韌性取決於材料中的基本成分（原子和分子等）及其相互作用（化學鍵）。近年來，針對氧化物薄膜開發的新穎剝離和轉移技術為製造高質量的外延膜邁出了一步。然而，在研究鐵電體薄膜柔韌性，起源和極限方面，幾乎沒有做任何進展。儘管鐵電體中的離子鍵或共價鍵通常會限制彈性，但是鐵電體域的演化可以提供一種替代途徑來完成氧化物的超彈性而不是相變。
2019年10月25日，西安交通大學劉明，周子堯及丁向東共同通訊在Science在線發表題為“Super-elastic ferroelectric single-crystal membrane with continuous electric dipole rotation”的研究論文，該研究合成了無損傷提離工藝的獨立式單晶鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）膜。BaTiO3膜在原位彎曲測試過程中可能會發生〜180°摺疊，這表明它具有超彈性和超柔韌性。 柔性的鐵電體膜可以作為一個可行的平臺，用於探索應變觸發的相關現象，例如在未來的研究中功能增強，鐵電體域工程和相變。超柔性外延鐵電膜可以實現許多應用，例如柔性傳感器，存儲器和電子皮膚。
2019年10月11日，深圳大學材料學院饒峰，美國約翰霍普金斯大學馬恩、西安交通大學張偉共同通訊在Science 在線發表題為“Phase-change heterostructure enables ultralow noise and drift for memory operation”的研究論文，該研究在面向高精度神經元計算應用的相變存儲材料與器件研究方面取得重要進展。另外，Science 發表了題為“The promise of phase-change materials”的點評文章，系統總結了該研究成果；
2019年7月5日，西安交通大學單智偉、澳大利亞莫納什大學聶建峰和美國內華達大學李斌共同通訊在Science 在線發表題為“Large plasticity in magnesium mediated by pyramidal dislocations”的研究論文，該研究發現塑性差並不是鎂的固有屬性，通過提高流變應力（如通過細化晶粒或提高應變速率）來促進位錯形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法；
2019年4月19日，西安交通大學李飛（西安交通大學為第一單位）及 美國賓夕法尼亞州立大學張樹君共同通訊在
Science 在線發表題為“Giant piezoelectricity of Sm-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 single crystals”的研究論文，該研究成功地生長了Sm摻雜的Pb（Mg1 / 3Nb2 / 3）O3-PbTiO3（Sm-PMN-PT）單晶，其d33值甚至更高，範圍為每牛頓3400至4100pC N-1，具有良好的性能均勻性，這些晶體是各種傳感應用的理想選擇，可以通過消除浪費來降低成本。用掃描透射電子顯微鏡對原子尺度的Sm-PMN-PT進行了表徵，以確定巨大的壓電特性是由Sm3 +摻雜劑引入的增強的局部結構非均勻性引起的。因此，稀土摻雜被認為是引入局部結構異質性以增強弛豫鐵電晶體的壓電性的一般策略。最後，Science發表了題為“Doubling up piezoelectric performance”的點評文章，裡面談到實驗成像是一項艱鉅的任務，使用高分辨率透射電子顯微鏡檢查PMN-PT結構，在約20×20×20個單元晶格的小體積內，相當於40,000個原子。雖然在該體積中僅存在50個Sm原子，但是圖像顯示它們在Pb位置被取代，其難度及工作量非常大。另外，PMN-PT晶體中摻入的微量Sm顯著提高了它們的壓電和介電性能，並且這種效應可能是由納米級應變波動引起的。 這些有趣的發現不僅為機電換能器和低場致動器的設計帶來了好消息，而且還提出了關於PMN-PT系列晶體的獨特壓電性能的起源和極限的問題；2018年12月14日，西安交通大學全球環境變化研究院程海教授等在Science在線發表題為"Atmospheric14C/12C changes during the last glacial period from Hulu Cave"的研究論文，該研究成果提供了一條高精度、分辨率和最長尺度的Δ14C變化記錄，首次建立了過去5.4萬年以來高精度的14C和230Th年齡對應關係，是該領域具有里程碑意義的新進展。在14C年齡校正到絕對日曆年齡方面，以及全球變化、考古、大氣-海洋碳循環等研究領域具有重要意義；同時也大大提高了17年前就已經蜚聲中外的葫蘆洞石筍氧同位素記錄的分辨率和230Th年代的精準度，為全球變化研究提供精準的過去5.4萬年以來的年代學標尺；
2018年8月31日，西安交通大學葉凱研究組聯合英國約克大學Graham研究組在Science發表題為“The opium poppy genome and morphinan production”的研究論文，該論文報告了罌粟基因組草圖，其中2.72 Gb組裝成11條染色體，重疊群N50和支架N50分別為1.77 Mb和204 Mb，Paralog分析鑑定了P450和氧化還原酶基因，這些基因組合形成了對罌粟中嗎啡喃生物合成必不可少的STORR基因融合體。因此，基因複製，重排和融合事件導致罌粟中特化代謝產物的進化。
彈性反映了材料表現出機械變形和恢復能力。材料（例如合金和半導體）的彈性和柔韌性取決於材料中的基本成分（原子和分子等）及其相互作用（化學鍵）。在金屬中，彈性源自電子成分之間的自由轉移，而在機械變形過程中基本上不改變費米能級。一些被稱為形狀記憶的合金甚至可以通過馬氏體相變實現超過極限的應變，從而達到形狀恢復性，產生超彈性。相比之下，氧化物和半導體中的離子鍵或共價鍵具有更高的相互作用強度，但缺乏足夠的滑移系統以使形變下的位錯運動，從而導致脆性斷裂。然而，納米結構氧化物和半導體中的相變（尺寸降低）在共存相中提供了原子位移容限，並觸發了超過大塊材料彈性極限並具有恢復能力的附加應變。
獨立式BTO膜的合成與表徵
鐵電體（FEs）作為一類功能性氧化物，由於存在可切換的自發極化及其與機械變形的耦合，因此得到了廣泛的應用。先進的柔性鐵電體電子器件需要柔性鐵電體薄膜，這將滿足不斷增長的應用需求。近年來，針對氧化物薄膜開發的新穎剝離和轉移技術為製造高質量的外延膜邁出了一步。
然而，在研究鐵電體薄膜柔韌性，起源和極限方面，幾乎沒有做任何進展。儘管鐵電體中的離子鍵或共價鍵通常會限制彈性，但是鐵電體域的演化可以提供一種替代途徑來完成氧化物的超彈性而不是相變。例如，鈣鈦礦型BaTiO3（BTO）薄膜（四方相）是一種經典的鐵電體和壓電材料，通常同時包含a和c域。這些a和c域之間的過渡可能會在彎曲過程中實現形狀公差。
該研究合成了無損傷提離工藝的獨立式單晶鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）膜。 BaTiO3膜在原位彎曲測試過程中可能會發生〜180°摺疊，這表明它具有超彈性和超柔韌性。 該研究發現超彈性的起源來自鐵電納米域的動態演化。 高應力顯著地調節了能量分佈，並使偶極子在a和c納米域之間連續旋轉。 形成了一個連續的過渡區，以適應變化的應變並避免通常導致斷裂的高失配應力。
在300 K彎曲時BTO膜的形狀恢復
通過域工程在其他鐵電系統中該現象應該是可能的。 另外，柔性的鐵電體膜還可以作為一個可行的平臺，用於探索應變觸發的相關現象，例如在未來的研究中功能增強，鐵電體域工程和相變。超柔性外延鐵電膜可以實現許多應用，例如柔性傳感器，存儲器和電子皮膚。
參考消息：
https://science.sciencemag.org/content/366/6464/475
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