Koncentriske cirkulære polariseringsbånd fundet i en ferroelektrisk polymer

Et team af forskere fra Kina, USA og Australien har fundet et eksempel på dannelsen af ​​koncentriske cirkulære polarisationsbånd i en ferroelektrisk polymer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver skabelsen af ​​hvirvler på nano- og mikroskala og mulige anvendelser for de resulterende toroidale teksturer i deres materialer. Lane Martin med University of California, Berkeley, har udgivet et Perspectives-stykke i samme tidsskriftsudgave, der beskriver forskning involveret i at skabe små hvirvler og holdets arbejde med denne nye indsats.

Som Martin bemærker, Tidligere forskning har vist, at hvirvlende strukturer er blevet set i magnetiske materialer, men det blev antaget, at lignende strukturer ikke ville være mulige med ferroelektriske materialer - dette er fordi deres polarisering er så stærkt bundet til et gitter.

For nylig, andre forskerhold rapporterede, at ved at kontrollere deres elastik, gradient og elektrisk energi, ferroelektriske materialer kunne indtage en tilstand, hvor ingen enkelt energi dominerede materialet. De fandt ud af, at der kunne opnås funktioner i nanoskala, som man engang troede var umulige i sådanne materialer. I denne nye indsats, forskerne har udvidet denne forskning til at skabe materialer med koncentriske cirkulære polariseringsbånd i en ferroelektrisk polymer. Forskerne bemærker, at de ligner små mål.

For at skabe de toroidale teksturer, forskerne arbejdede med polymeren P(VDF-TrFE). De brugte en smelte-rekrystalliseringsproces, der resulterede i dannelsen af ​​ringformede bånd med, hvad forskerne beskriver som en rynket topografi. Undersøgelse af processen viste en stor belastning, der resulterede i konkurrence mellem de tre energityper, resulterer i en koncentrisk roterende struktur. Strukturen viste sig også at være ringformet. Forskerne bemærkede, at mens nogle supergitter er blevet observeret med topologier på 10-nm-skalaen, dem, de lavede, var på 100 til 1000 nm skalaen.

Forskerne fandt også ud af, at materialet reagerede på overraskende måder, når det blev undersøgt. De fandt, for eksempel, at der var kontinuerlig rotation af de toroidale strukturer, der var vinkelret på polymerkæderne - men parallelt med dem, der var et afslappende svar.

© 2021 Science X Network