具有显著提高的铁电与压电响应、大面积原子级平整的PVDF Langmuir-Blodgett膜（英文）

作者：何珊; 郭梦帆; 但振康; 蓝顺; 任伟斌; 周乐; 王玥; 梁宇晗; 郑云鹏; 潘家雨; 沈洋^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(11): 1080-1090.

在新兴的柔性和可穿戴电子设备中,有机铁电超薄膜发挥着至关重要的作用.然而,传统方法制备的铁电性聚偏氟乙烯(PVDF)超薄膜具有较大的表面粗糙度和结构不均匀性,极大地限制了其应用与相关科学研究.本文提出了一种将Langmuir-Blodgett (LB)技术和热压法结合制备PVDF薄膜的方法,该方法简便高效,制备的薄膜具有大面积的原子级光滑表面,且膜厚可精确控制至?级别.同时,由于更均匀的偶极取向和更高的晶体质量,该超薄膜表现出高度均匀的铁电翻转特性和增强的介电和压电响应.这种方法使PVDF LB膜具有前所未有的可靠性和更优异的性能,十分有望未来应用于铁电隧道结(FTJs)和纳米机电系统(NEMS).我们进一步研究了PVDF LB薄膜的表面电荷弛豫行为,揭示了表面电势分布与纳米尺度非均匀极化翻转行为之间的耦合关系.

• 单位
  新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室; 清华大学