悉尼大學的一支研究團隊，剛剛獲得了材料科學領域的一項重大發現，為我們首次揭示了“鐵電材料疲勞是如何發生的”事件全貌。SCI Tech Daily指出，這項研究或有助於我們設計出更具耐用性的電子產品。據悉，無論是消費電子產品、還是工業儀器，鐵電材料被普遍應用於包括存儲器、電容器、致動器和傳感器在內的許多設備，比如計算機、醫療超聲設備、以及水下聲吶。

研究配圖- 1：實驗裝置示意圖

尷尬的是，隨著時間的推移，鐵電材料將因受到機械和電氣負載的反复折騰，而導致性能的逐漸衰減，最終引發被稱作“鐵電疲勞”的失效故障。

考慮到鐵電疲勞是各種電子設備出現故障的主要原因、且廢棄電子產品是電子垃圾的主要來源，全球範圍內每年都有數千萬噸的失效電子設備被送入垃圾填埋場。

研究配圖- 2：循環電負載過程中c 域的形成

在這項研究中，來自該校航空航天、機械和機電工程學院的研究團隊，在先進的原位透射電子顯微鏡的幫助下，成功地觀察到了鐵電疲勞的產生，且精度達到了納米/ 原子級。

在近日發表於《自然通訊》（Nature Communications）期刊上的一篇論文中，研究團隊詳細介紹了他們的這項新發現。通過了解該現象的發生機理，有助於我們在未來設計和製造出更好的鐵電納米器件。

研究配圖- 3：週期性點負載下，疇壁上的電荷積累狀況。

研究合著者、來自悉尼大學納米研究所的Xiaozhou Liao 教授稱：“這是一項重大的科學研究突破，因其清楚地表明了納米級的鐵電降解過程”。

首席研究員Qianwei Huang 博士稱：“儘管人們早已知道鐵電疲勞會縮短電子設備的壽命，但由於缺乏合適的觀察技術，我們一直沒能對它的形成機理有更深入的了解”。

研究配圖- 4：通過補償電荷使c 結構域穩定，以及在電負載下的凍結行為。

研究合著者Zizi Chen 博士補充道：基於此，我們希望能夠為開發出壽命更長的設備、及相關工程設計而提供科學的指導。

此外這項研究發現，界面也可能在實質上加速鐵電性能的滑坡，因此我們需要對這些過程有更深入的了解，才能達成最佳的設備性能。