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An organic-inorganic perovskite ferroelectric with large piezoelectric response
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2017-07-20 , DOI: 10.1126/science.aai8535
Yu-Meng You 1 , Wei-Qiang Liao 1 , Dewei Zhao 2 , Heng-Yun Ye 1 , Yi Zhang 1 , Qionghua Zhou 3 , Xianghong Niu 3 , Jinlan Wang 3 , Peng-Fei Li 1 , Da-Wei Fu 1 , Zheming Wang 4 , Song Gao 4 , Kunlun Yang 5 , Jun-Ming Liu 5 , Jiangyu Li 6, 7 , Yanfa Yan 2 , Ren-Gen Xiong 1
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Finding a more flexible mechanical sensor Piezoelectric materials allow conversion between electricity and mechanical stresses. The most efficient piezoelectric materials are ceramics such as BaTiO3 or PbZrO3, which are also extremely stiff. You et al. identified an organic perovskite structured piezoelectric material that is far more pliable yet has a piezoelectric response similar to that of traditional ceramics. This material may be a better option to use as a mechanical sensor for flexible devices, soft robotics, biomedical devices, and other micromechanical applications that benefit from a less stiff piezoelectric material. Science, this issue p. 306 Trimethylchloromethyl ammonium trichloromanganese(II) may be a flexible material competitive for piezoelectric applications. Molecular piezoelectrics are highly desirable for their easy and environment-friendly processing, light weight, low processing temperature, and mechanical flexibility. However, although 136 years have passed since the discovery in 1880 of the piezoelectric effect, molecular piezoelectrics with a piezoelectric coefficient d33 comparable with piezoceramics such as barium titanate (BTO; ~190 picocoulombs per newton) have not been found. We show that trimethylchloromethyl ammonium trichloromanganese(II), an organic-inorganic perovskite ferroelectric crystal processed from aqueous solution, has a large d33 of 185 picocoulombs per newton and a high phase-transition temperature of 406 kelvin (K) (16 K above that of BTO). This makes it a competitive candidate for medical, micromechanical, and biomechanical applications.

中文翻译:

具有大压电响应的有机-无机钙钛矿铁电体

寻找更灵活的机械传感器 压电材料允许在电应力和机械应力之间进行转换。最有效的压电材料是陶瓷,例如 BaTiO3 或 PbZrO3,它们也非常坚硬。你等人。确定了一种有机钙钛矿结构的压电材料,它更柔韧,但压电响应与传统陶瓷相似。这种材料可能是用作柔性设备、软机器人、生物医学设备和其他受益于硬度较低的压电材料的微机械应用的机械传感器的更好选择。科学,这个问题 p。306 三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 可能是一种柔性材料,可用于压电应用。分子压电材料因其易于加工且环境友好、重量轻、加工温度低和机械柔韧性好而备受青睐。然而,尽管自 1880 年发现压电效应以来已经过去了 136 年,但压电系数 d33 与钛酸钡(BTO;每牛顿约 190 皮库仑)等压电陶瓷相当的分子压电体尚未被发现。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。重量轻、加工温度低、机械柔韧性好。然而,尽管自 1880 年发现压电效应以来已经过去了 136 年,但压电系数 d33 与钛酸钡(BTO;每牛顿约 190 皮库仑)等压电陶瓷相当的分子压电体尚未被发现。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。重量轻、加工温度低、机械柔韧性好。然而,尽管自 1880 年发现压电效应以来已经过去了 136 年,但压电系数 d33 与钛酸钡(BTO;每牛顿约 190 皮库仑)等压电陶瓷相当的分子压电体尚未被发现。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。尽管自 1880 年发现压电效应以来已经过去了 136 年,但尚未发现压电系数 d33 可与钛酸钡(BTO;~190 皮库/牛顿)等压电陶瓷相媲美的分子压电。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。尽管自 1880 年发现压电效应以来已经过去了 136 年,但尚未发现压电系数 d33 可与钛酸钡(BTO;~190 皮库/牛顿)等压电陶瓷相媲美的分子压电。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。我们表明,三甲基氯甲基铵三氯锰 (II) 是一种由水溶液加工而成的有机-无机钙钛矿铁电晶体,具有 185 皮库仑/牛顿的大 d33 和 406 开尔文 (K) 的高相变温度(比其高 16 K)。 BTO)。这使其成为医学、微机械和生物力学应用的竞争候选者。
更新日期:2017-07-20
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