纳米晶合金：推进铁电性与耐高温材料
铁电性纳米晶
铁电性
铁电性1921年首见于罗谢尔盐。钛酸钡（BaTiO₃）是现代器件典型铁电体。事实上，超250种化合物——如钛酸铅、钛酸铅锆、镧钛酸铅锆——展现铁电行为。这些材料拥可被外电场重定向的永久电偶极子，实现超薄铁电薄膜存储数字信息。
铁电材料应用
铁电化合物支撑广泛技术：高性能电容器、非易失性存储器、超声成像压电换能器、电光数据存储、热敏电阻、换极器、振荡器、滤波器、光偏转器、调制器、先进显示系统。
纳米结构金属
纳米结构金属因极细晶粒展现非凡性能。但维持稳定纳米晶态因晶界高能而具挑战。合金化提供降低能量惩罚、稳定纳米结构的路径。GeTe是半导体铁电体，BaTiO₃是经典氧化物铁电体。劳伦斯伯克利国家实验室和UC Berkeley研究者绘制了GeTe和BaTiO₃单纳米晶铁电畸变图谱，揭示太比特/平方英寸密度下一代非易失存储潜力。直接成像原子级畸变显示，局域位移在单畴内保持线性有序，保留净极化。这证实关键铁电性质——极化翻转和压电性——持续至仅几纳米尺寸，为未来NEMS器件的纳米执行器和换能器铺路。
耐热稳定纳米晶合金
MIT研究者设计钨-钛纳米晶合金，在1000°C以上保持稳定。纳米晶金属本征强度超块体，但高温下晶粒长大易失稳。新合金含~20 at.% Ti，特征~20 nm晶粒在1100°C长时退火后保持卓越强度。这种高温高强材料适合需抗冲击的应用——工业机械、防护装甲、下一代耐腐蚀力学性能优异的纳米结构复合材料。
纳米材料