Revneformering er asymmetrisk i polære materialer

ICN2 Oxide Nanophysics Group, ledet af ICREA prof. Gustau Catalán, har udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve hvordan, på grund af flexoelektricitet, revner i ferroelektrik (omskiftelige polære materialer) forplanter sig lettere i den polære retning end i den modsatte.

Brudfysik er et centralt studieområde inden for materialevidenskab. I tilfælde af piezoelektriske materialer, på grund af deres evne til at generere belastninger, hvis de udsættes for en spænding og omvendt, mikrorevner er rutine og forkorter levetiden for de enheder, de bruges i. Forskere leder derfor efter måder, hvorpå frakturer kan forebygges, selvom de nogle gange også kan bruges til vores fordel. For eksempel, kontrolleret revnedannelse er blevet foreslået som en mekanisme til enhedens nanomønster.

Brudfronter koncentrerer den maksimale deformation, som et fast stof kan modstå, så flexoelektricitet (polarisering induceret af deformationsgradienter) spiller en nøglerolle. En nylig undersøgelse offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve viser, at revnegenereret flexoelektricitet virker til at lette eller hæmme sprækkeudbredelsen, afhængig af materialets polarisationsakse.

Denne undersøgelse har flere vigtige implikationer. Det er den første, der eksperimentelt har demonstreret, at krystalbrud ikke er symmetrisk:revner, der bevæger sig i den polære retning, er målbart længere end dem, der rejser imod. Sekund, da polariteten af ​​et ferroelektrisk materiale kan skiftes med spænding, spænding kan tjene som et værktøj til at styre spredningen af ​​revner i polære materialer, enten for at afbøde træthed (svækkelse og efterfølgende brud af materialet), eller for at fremme brudbaserede mønstre.