Induced giant piezoelectricity in centrosymmetric oxides

压电 材料科学 化学 结晶学 复合材料
作者
Daesung Park,Mahmoud Hadad,Lukas M. Riemer,Reinis Ignatāns,David Spirito,Vincenzo Esposito,Vasiliki Tileli,Nicolas Gauquelin,D. S. Chezganov,Daen Jannis,Johan Verbeeck,Semën Gorfman,Nini Pryds,Paul Muralt,Dragan Damjanović
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:375 (6581): 653-657 被引量:112
标识
DOI:10.1126/science.abm7497
摘要

Piezoelectrics are materials that linearly deform in response to an applied electric field. As a fundamental prerequisite, piezoelectric material must possess a non centrosymmetric crystal structure. For more than a century, this remains the major obstacle for finding new piezoelectric materials. We circumvent this limitation by breaking the crystallographic symmetry, and inducing large and sustainable piezoelectric effects in centrosymmetric materials by electric field induced rearrangement of oxygen vacancies Surprisingly, the results show the generation of extraordinarily large piezoelectric responses d33 ~200,000 pm/V), in cubic fluorite Gd-doped CeO2-x films, which is two orders of magnitude larger than in the presently best known lead based piezoelectric relaxor ferroelectric oxide. These findings open opportunities to design new piezoelectric materials from environmentally friendly centrosymmetric ones.
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