ICN2 Oxide Nanophysics Group, ledd av ICREA Prof. Gustau Catalán, har publicerat i Fysiska granskningsbrev hur, på grund av flexoelektricitet, sprickor i ferroelektriska (omkopplingsbara polära material) sprider sig lättare i polär riktning än i motsatsen.

Frakturfysik är ett centralt ämnesområde inom materialvetenskap. När det gäller piezoelektriska material, på grund av deras förmåga att generera stammar om de utsätts för en spänning och vice versa, mikrosprickor är rutinmässiga och förkortar livslängden för de enheter där de används. Forskare letar därför efter sätt på vilka frakturer kan förebyggas, även om de ibland också kan användas till vår fördel. Till exempel, kontrollerad sprickbildning har föreslagits som en mekanism för enhetens nanopattering.

Frakturfronter koncentrerar den maximala deformation som ett fast ämne tål, så spelar flexoelektricitet (polarisering inducerad av deformationsgradienter) en nyckelroll. En ny studie publicerad i Fysiska granskningsbrev visar att sprickgenererad flexoelektricitet verkar för att underlätta eller hämma sprickutbredning, beroende på materialets polarisationsaxel.

Denna studie har flera viktiga konsekvenser. Det är den första som experimentellt visar att kristallfraktur inte är symmetrisk:sprickor som rör sig i polär riktning är mätbart längre än de som reser mot. Andra, eftersom en ferroelektrisk polaritet kan växlas med spänning, spänning kan fungera som ett verktyg för att hantera spridning av sprickor i polära material, antingen för att minska trötthet (försvagning och efterföljande brott på materialet), eller att främja sprickbaserade mönsterprogram.