[发明专利]应力调控方法

说明书

本发明涉及一种应力调控方法，包括：提供第一材料，所述第一材料的结构式为ABO_xH_y。其中，A为碱土金属元素和稀土金属元素中的一种或多种，B为过渡族金属元素的一种或多种，x的取值范围为1‑3，y的取值范围为0‑3。提供第二材料，所述第二材料与所述第一材料相互接触，并形成接触界面。通过对所述第一材料进行离子或原子插入或抽出，改变所述第一材料的晶格常数。通过所述接触界面实现对所述第二材料应力大小进行有效的调控。本发明提供的应力调控方法，能够对所述第二材料施加持久并且较大的应力。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种应力调控方法。

背景技术

应力是物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力。应力调控即改变物体的应力大小，可以施加应力，也可以释放应力。在应力调控下物质的内部结构会发生变化，同时物质的一系列物理性质(例如电磁性质、输运性质、介电性质等)也会随之变化。

传统的施加整体应力的方法是用金刚石对顶针通过压力传输介质给样品腔内的样品施加压力。采用金刚石对顶针的方法施加的应力可以达到百Gpa量级。传统的施加双轴应力的方法是用0.67Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.33PbTiO₃(PMN-PT)作为衬底，在衬底PMN-PT上沉积薄膜材料。由于衬底PMN-PT在外加电场下会发生形变，从而给上方的薄膜提供双轴应力。PMN-PT在外加电场强度为10kV/cm时，面内方向应力可达0.63％左右。传统的施加单轴应力的方法是用ZnO₂活塞对顶样品。采用ZnO₂活塞对顶样品的方法可实现的应力达到百MPa量级。按照1Gpa近似可以等效1％应力，传统的施加单轴应力的方法可实现的应力调控不超过1％。由此可见，传统方案中单轴和双轴施加应力的方法均不能够施加较大的应力。此外，上述所有施加应力的方法一旦撤去，样品又会恢复到最初始没有应力的状态，应力态无法得到有效保持。

发明内容

基于此，有必要针对单轴和双轴施加应力的方法不能够施加较大的应力，以及所有传统的施加应力的方法一旦撤去不能使样品保持在应力态的缺陷，提供一种应力调控方法。

一种应力调控方法，包括：S10，提供结构式为ABO_xH_y的第一材料，其中，A为碱土金属元素和稀土金属元素中的一种或多种，B为过渡族金属元素的一种或多种，x的取值范围为1-3，y的取值范围为0-3；

S20，提供第二材料，使所述第一材料与所述第二材料接触并在所述第一材料和第二材料之间形成接触界面；

S30，将粒子插入或抽出所述第一材料，改变所述第一材料的晶格常数，实现对所述第二材料的应力调控，所述粒子包括离子、原子中的一种或多种。

在一个实施例中，所述离子包括氢离子、锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铍离子、镁离子、钙离子、锶离子、钡离子、氮离子、磷离子、氧离子、硫离子、硒离子和氟离子中的一种或多种；

所述原子包括氢原子、锂原子、钠原子、钾原子、铷原子、铍原子、镁原子、钙原子、锶原子、钡原子、氮原子、磷原子、氧原子、硫原子、硒原子和氟原子中的一种或多种。

在一个实施例中，所述第二材料包括金属单质、金属氧化物、合金中的一种或几种。

在一个实施例中，所述第二材料包括纳米材料，所述纳米材料包括零维的团簇、人造原子、纳米微粒；一维的纳米线、纳米管、纳米棒、纳米纤维；二维的纳米带、超薄膜、多层膜。

在一个实施例中，所述第二材料包括有机功能材料，所述有机功能材料包括具有力学功能的有机材料、具有化学功能的有机材料、具有物理化学功能的有机材料、具有生物化学功能的有机材料、具有电学功能的有机材料。