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通過將光轉(zhuǎn)化為機(jī)械應(yīng)變，光致伸縮材料有望為無線微機(jī)電設(shè)備提供一種革命性的解決方案。然而，與鐵電/壓電材料的電場誘導(dǎo)應(yīng)變相比，大多數(shù)無機(jī)材料的光致應(yīng)變（光致伸縮）并不理想。

有鑒于此，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所易志國研究員、Chen Chen、中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所駱軍委研究員等報(bào)道展示了在Pb₃V_2-xP_xO₈化合物中構(gòu)建多晶相邊界（PPB）來有效優(yōu)化無機(jī)材料的光致伸縮性能。

本文要點(diǎn)：

（1）

在多晶相邊界區(qū)域的Pb₃V_2-xP_xO₈組合物中，實(shí)現(xiàn)了超過0.3%的大光致伸縮以及10?10 m³/W數(shù)量級的優(yōu)異光致伸縮效率，其性能優(yōu)于大多數(shù)現(xiàn)有的無機(jī)光致伸縮材料。此外，在低至200 mW/cm²的光強(qiáng)下，即可實(shí)現(xiàn)超過0.1%的光致伸縮（與壓應(yīng)變量級相同）。

（2）

從理論上揭示了增強(qiáng)的光致伸縮來自于Pb?O?V共線性和V?V二聚體形成所驅(qū)動(dòng)的光致相變，并且P摻雜可以促進(jìn)這種相變，從而在低光激發(fā)下實(shí)現(xiàn)較大的變形。

這項(xiàng)工作將加速高性能無機(jī)光致伸縮材料的發(fā)展及其在光機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

Chen, C., Liu, W., Guo, F. et al. Constructing polymorphic phase boundary for high-performance inorganic photostrictive materials. Nat Commun 16, 2788 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-58100-1

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58100-1