Ett team av forskare från Kina, USA och Australien har hittat ett exempel på bildandet av koncentriska cirkulära polarisationsband i en ferroelektrisk polymer. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver skapandet av bubbelpooler i nano- och mikroskala och möjliga användningsområden för de resulterande toroidala texturerna i deras material. Lane Martin med University of California, Berkeley, har publicerat en artikel om Perspectives i samma journalnummer som beskriver forskning som är involverad i att skapa små bubbelpooler och teamets arbete med denna nya insats.

Som Martin noterar, tidigare forskning har visat att virvlande strukturer har setts i magnetiska material men man trodde att liknande strukturer inte skulle vara möjliga med ferroelektriska material - det beror på att deras polarisering är så starkt knuten till ett galler.

Nyligen, andra forskargrupper rapporterade att genom att kontrollera deras elastik, gradient och elektriska energier, ferroelektriska material kan uppta ett tillstånd där ingen enda energi dominerade materialet. De fann att nanoskalaegenskaper kunde uppnås som en gång ansågs omöjliga i sådana material. I denna nya insats, forskarna har utökat denna forskning för att skapa material med koncentriska cirkulära polarisationsband i en ferroelektrisk polymer. Forskarna noterar att de ser ut som små mål.

För att skapa toroidala texturer, forskarna arbetade med polymeren P (VDF-TrFE). De använde en smält-omkristallisationsprocess som resulterade i bildandet av ringformade band med vad forskarna beskriver som en skrynklig topografi. Studie av processen visade en stor belastning som resulterade i konkurrens mellan de tre energityperna, vilket resulterar i en koncentrisk roterande struktur. Strukturen befanns också vara toroidal. Forskarna noterade att medan vissa supergaller har observerats med topologier i 10-nm-skalan, de som de skapade var på 100 till 1000 nm skala.

Forskarna fann också att materialet reagerade på överraskande sätt när det undersöktes. De hittade, till exempel, att det var kontinuerlig rotation av de toroidala strukturerna som var vinkelräta mot polymerkedjorna - men parallella med dem, det var ett relaxor-liknande svar.

© 2021 Science X Network