Исследовательская группа Университета Флиндерса добилась прогресса в изучении фотострикционного эффекта, разработав неограниченный мультижелезный тонкопленочный материал с значительным откликом при видимом свете. Исследование, опубликованное в ACS Nano, демонстрирует способность использовать низкоэнергетический свет для управления механической деформацией материалов и предлагает новые решения для разработки микроустройств с оптическим приводом.

Фотострикционный эффект, который преобразует энергию фотонов непосредственно в механическое движение, был изучен в различных материалах с момента его открытия в 1960-х годах. Доктор Панкадж Шарма, старший преподаватель физики, отметил: « Сегнетоэлектрики демонстрируют хорошие перспективы, но в основном ограничиваются ультрафиолетовым излучением, а эпитаксиальные пленки ограничены подложкой. "Наноструктурированная пленка феррита висмута, полученная исследовательской группой процессом распылительного пиролиза, демонстрирует рекордную фотострикционную деформацию при облучении видимым светом.

Эта неограниченная сегнетоэлектрическая тонкая пленка использует мультижелезный висмутовый ферритовый материал с перовскитной структурой и сегнетоэлектрическими свойствами при комнатной температуре. Доктор Чжан Хаоцзе, постдокторант, сказал: « Эти материалы могут заложить основу для светоуправляемых исполнительных механизмов, беспроводных датчиков и самопотехнических систем. "Плотная сеть доменных стен в нанокристаллической пленке эффективно разделяет фотогенерируемые носители при освещении, позволяя нанокристаллам более свободно двигаться и создавая сильный электромеханический отклик.

Исследования показали, что фотострикционный эффект этой неограниченной сегнетоэлектрической тонкой пленки в пять раз выше, чем у объемных материалов, и его характеристики сопоставимы с передовыми галогенидными перовскитами, избегая при этом проблем со стабильностью и токсичностью. Регулируя длину волны и интенсивность света, исследователи добились точного регулирования пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств материала. Доктор Шарма подчеркнул: «Свет может точно контролировать внутреннюю структуру и электронный отклик этих пленок, что предвещает будущее, когда микроустройства могут быть полностью приводимы в действие светом».

Эта неограниченная сегнетоэлектрическая тонкая пленка, основанная на фотострикционном эффекте, обеспечивает новую платформу для разработки энергосберегающих наноустройств и имеет потенциал применения в таких областях, как приводы с оптическим управлением и беспроводные датчики.