新加坡南洋理工范红金超过行业标准100倍

能够实现电能与机械能相互转换的压电晶体在消费电子产品、医疗设备、超灵敏计量科学工具和环境监测的有着巨大的应用潜力。当前已经商用的材料主要为钙钛矿陶瓷（如Pb(Zr,Ti)O3）材料。但是仍然有许多其他类型的材料也具有压电特性，包括聚合物、晶体、无机和生物材料等（图1）。原则上，任何缺乏对称中心的结构都可以由于机械应力而产生电能（或者相反，在施加电压时会变形）。最近，许多二维和纳米结构材料显现出优异的压电特性。部分压电材料也表现出铁电特性，这意味着它们能够在外电场下改变极化状态。对于许多应用而言，除了它们的机电特性（例如刚度，介电常数和机电耦合）外，最关键的品质因数是压电应变常数d。

图1压电材料家族

然而，尽管对压电晶体的了解日益加深，对其关键指标的“窥探（dialin，原意为拨号）”仍然是一项艰巨的任务。合理设计具有优秀机电性能的材料需要将传统的试错材料进行合成，预测建模和并进行表征。在寻找无铅压电材料及其新型应用方面，在原子尺度上工程化所需压电的能力仍然难以捉摸。鉴于材料的压电响应是极化与刚度的比值，可以预测具有高剩余极化率和低刚度的材料将产生较大的压电响应。但是现实中，人们经常发现柔性大的有机材料的极化率较低，而刚性的无机材料的极化率高，这就引起了研究人员对有机-无机杂化压电材料的

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