近日，我院游陆教授与新加坡国立大学陈景升教授课题组合作，在挠曲电（flexoelectric effect）铁电光伏领域取得突破，作为共同第一作者，在Nature Communications上发表学术论文，题目为“Continuously controllable photoconductance in free-standing BiFeO3 by the macroscopic flexoelectric effect”。
挠曲电效应描述的是应变梯度诱导的电极化现象以及电场梯度诱导的材料应变现象，是一种特殊的力电耦合效应，广泛存在于生物、柔性材料中，近年来在传感、驱动、能量采集等应用领域展示出了巨大的应用前景。2018年，Marin Alexe课题组首次在Science杂志上提出了挠曲电光伏效应（flexo-photovoltaic）的概念，即利用应变梯度引起的中心对称破缺产生自发的体光伏效应，从传统光伏效应的角度理解，就是应变梯度引起的内电场能够自发分离电子-空穴对，形成光电流。虽然，挠曲电光伏效应是否能够真正提升太阳能电池的效率仍有待商榷（例如王中林院士就在ACS Nano上发文对此表示质疑），并且先前的工作是基于扫描探针的微区测量，容易造成测量数值的误差和假象。在这项工作中，我们首次在宏观器件中实现了用挠曲电效应产生的内电场来调节铁电材料中的光电导。通过制备自支撑BiFeO3薄膜，并将其集成到柔性衬底上，我们成功展示通过完全柔性器件，就可以实现对光电导和铁电光伏效应的连续调控，并对此传感器件的各项性能指标进行了详细的表征。这项工作为挠曲电效应的实际应用开辟了新的方向。
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16465-5
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