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近日,我校机械工程学院黄文彬研究员作为共同第一作者的最新研究成果“Giant photoflexoelectric effect in halide perovskites”(卤化钙钛矿中的巨大光挠曲电效应)在国际顶级学术期刊《Nature Materials》(《自然•材料》)上发表。南昌大学舒龙龙副教授,西班牙加泰罗尼亚高等研究院Gustau Catalan教授是论文的共同通讯作者,重庆大学机械工程学院博士生王支国做出了重要贡献。

作为著名的Nature杂志子刊,《Nature Materials》是材料、物理、化学等交叉学科领域最具影响力的期刊之一,2019年其影响因子高达38.8。这是重庆大学机械工程学科有史以来在这一国际顶尖刊物上发表的第一篇论文,实现了零的突破。

挠曲电效应(Flexoelectricity)是近年来逐渐发展起来的新型机电耦合效应,由于具有不受晶体对称性限制和小尺寸效应等的优点,挠曲电特有的梯度应变场不仅可以衍生出丰富的物理现象,而且在机械应力应变传感、能量收集等领域具有重大的应用潜力。自上世纪60年起至今,有关挠曲电的研究大都集中在金属氧化物体系。此次,本论文通过确凿的实验证据表明,有机无机杂化的卤化钙钛矿(CH3NH3PbX3, X=Cl, Br)光伏半导体材料具有十分特殊的光致挠曲电增强现象(研究团队将其命名为光挠曲电效应),光挠曲电效应产生的等效挠曲电系数是目前已知的挠曲电系数值之最。

2019理论片最新免费大全黄文彬研究员与南昌大学舒龙龙副教授、西班牙加泰罗尼亚高等研究院Gustau Catalan教授和机械工程学院博士生王支国组成的研究团队还对光挠曲电的物理机制做了深入研究,提出了一套关联半导体载流子浓度和介质材料电极化的理论模型,该模型预示光挠曲电效应是所有光吸收材料中普遍存在的物理现象,为进一步开展相关研究指出了方向。这项工作第一次报道了卤化铅钙钛矿材料的挠曲电效应、第一次发现了半导体材料的“光挠曲电”效应,在物理理论上高度创新,在性能上打破世界记录。

黄文彬研究员是重庆大学于2015年从美国引进的“百人计划”人才,主要从事智能材料与结构领域的基础研究。归国5年来,积极瞄准学科前沿,并紧密结合国家重大需求开展基础和应用基础研究,获得国家自然科学基金青年基金项目、面上项目,以及国家重点研发计划和军委科技委创新特区项目等的资助,其研究成果已初步应用于轨道交通、特种车辆、风力发电、建材机械等工业领域。

图(a) MAPbX3极化强度与应变梯度关系;(b)梯形挠曲电响应;(c)挠曲电尺寸效应和电极依赖性;(d)光挠曲电示意图;(e)光挠曲电频率依赖性;(f)光挠曲电实验结果;(g) MAPbX32019理论片最新免费大全光挠曲电系数与其他材料对比

该研究成果获得国家自然科学基金和科技部重点研发计划子课题项目的支持。

供稿:黄文彬      审核: