用力敲击液晶为什么能产生压电效应公式

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-23 23:45 标签： 压电效应
【图文】第11章 第2讲
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第11章 第2讲
固体液体和气体
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你可能喜欢近日，材料学院纳米材料与器件团队副教授齐俊杰和张跃教授在二维材料压电效应研究方面取得新进展。日相关成果发表于《Nature》子刊《Nature Communications》上。自2004年发现石墨烯以来，二维纳米材料引起了科学界的极大兴趣和关注。但石墨烯没有禁带，限制了石墨烯在半导体领域的应用，单层MoS2的问世给半导体领域注入了新的希望。二维单层MoS2纳米材料具有极其重要的电学、光学和力学等性能，被认为是取代传统硅半导体的热门候选材料之一。2012年就有文献预测单层MoS2因其非对称结构而具有压电效应，但一直未得到实验上的验证。2014年齐俊杰副教授在二维纳米材料的压电效应方面开展了研究工作，利用先进的原子力显微镜和半导体性能测试系统，在CVD制备的三角形单原子层MoS2中观察到了压电现象。在同轴形变下三角形单原子层MoS2三边均可产生极化电荷，从而极大提高了压电性能。基于压电效应，利用压电极化电荷可调控二维材料器件的肖特基势垒，从而调控二维材料电子器件的载流子输运特性。在三角形MoS2上制备出多方向电极，从而实现多通道器件探测，所构建的MoS2新型应变传感器件在小于0.1%的应变下即可产生压电流，应变因子高达~1160，真正实现纳尺度应变探测。这在新型电子和机电器件如触觉传感器、能量转换器件及生物集成系统等领域将具有巨大的潜在应用价值。以上研究获得了国家重大科学研究计划、自然科学基金委等的资助。相关链接：（责编：邢华超）
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胆甾相液晶挠曲电效应的研究
液晶的挠曲电效应是由Meyer在1969年首次提出，被他称为“偶极压电效应”。因Meyer的理论是通过类比固体的压电效应进行阐述的，所以在液晶中的压电效应就被称为“挠曲电”效应。　　以往对挠曲电效应的研究大部分都集中在向列相液晶中，主要是分析计算在自身弹性能、外加电场能、挠曲电能及玻璃基板表面能的共同作用下指向矢的分布情况。计算出液晶分子总的自由能，并分析得到液晶的挠曲电系数及挠曲电效应对液晶盒的影响。实验结果及理论计算均表明，挠曲电效应对液晶各物理量的影响非常复杂而又不可忽略。　　本文主要是研究胆甾相液晶的挠曲电效应，胆甾相液晶有三种织构：平面态织构、焦锥态织构、场致向列相织构。平时我们所观察到的焦锥态织构是在电压的驱动下得到的,而电压驱动作用下得到的焦锥态被认为胆甾相液晶对应螺旋轴分布比较散乱的多畴结构。而现在已经通过一些技术方法制备出了螺旋轴分布一致倒向的焦锥态(ULH)织构，也就是说胆甾相液晶的一维焦锥态织构对应的螺旋轴在液晶盒内一维分布。对于一维焦锥态液晶盒的制作，有用聚合物网络的方法、有用周期性边界条件、还有采用大电容放电、恒温生长的方法以及线电场约束螺旋起点法来制备此织构。胆甾相液晶的挠曲电效应也是肯特研究所在制备胆甾相液晶的一维焦锥态织构中被观察到，但对此并没有过多的解释。　　挠曲电效应可以从指向矢的形变中得到，也可以产生于任何非均匀电场中。本文研究当给胆甾相液晶一维焦锥态沿着螺旋轴方向一个电压时，计算得到一维焦锥态关于挠曲电的平衡态方程，通过平衡态方程得到胆甾相液晶一维焦锥态织构转变的阈值电压，通过此方程设计一个求胆甾相液晶挠曲电系数的实验方法。　　本文工作是对胆甾相液晶挠曲电效应的初步探讨，计算了胆甾相液晶ULH织构的约化电压，且提出了一个测量胆甾相液晶挠曲电系数的方法，具有一定的创新性意义和应用价值。
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