近日，中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張珽團隊與新加坡南洋理工大學(xué)劉政團隊合作，制出了一種新型超薄納米材料，為未來研制以超高精度實現(xiàn)原子操控的儀器奠定了重要的理論和實驗基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進展》。
精密的定位和驅(qū)動依賴致動器，而致動器的最重要核心之一為壓電材料。簡單地說，這種材料具有極性，可通過外加電壓，獲得細(xì)微形變，進而實現(xiàn)高精度驅(qū)動；反其道亦行之，壓電材料可應(yīng)用于高精度的應(yīng)變、位移與定位的傳感器。
劉政說：“從某種程度上說，儀器的精度決定了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)知極限，其中高精度的壓電材料不可或缺。壓電材料已成為人類探索微觀世界的‘智能肌肉’?！?
為一窺原子，需要在亞原子精度上移動探針；為驗證小尺度下萬有引力的平方反比關(guān)系，需要對實驗部件精確定位感知……而要做到這一切，高性能的壓電材料不可或缺。
該研究團隊通過化學(xué)氣相沉積法，制備出一種高質(zhì)量硫化鎘超薄納米片薄膜，厚度僅有2~3納米，隨后用掃描探針顯微鏡等原位表征技術(shù)，對硫化鎘超薄納米片材料的垂直方向壓電性能進行了研究。
他們發(fā)現(xiàn)，這種超薄硫化鎘納米片在垂直方向的壓電性能隨著厚度降低到2~3納米而增強了3倍，而理論模擬研究也驗證了這一結(jié)論。該結(jié)果填補了原子尺度超薄材料（或二維材料）在垂直方向壓電性能研究的空白。
科研人員認(rèn)為，短期來看，高性能的超薄壓電材料對于制造高精度傳感器、先進機電元件大有裨益，包括降低尺寸、增加集成度、改造為柔性電子器件等。長遠(yuǎn)而言，超薄壓電材料甚至可以改變?nèi)祟悓κ澜绲恼J(rèn)知。
摘自：中國科學(xué)報
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