电致伸缩是介电材料的一种特性，施加的电场会引起与该电场的平方成正比的机械变形，但是影响的幅度通常很小（对于简单的氧化物，<10^-19 m² V^-2）。然而，界面处的对称破缺现象可以为新特性的设计提供有效的策略。

丹麦技术大学Vincenzo Esposito等人通过研究发现调制长度Λ的减少起到了两方面的作用：（1）它增加了弹性偶极子的强度；（2）它导致了能量竞争的弹性偶极子的共存，这些弹性偶极子更容易在不同的方向上响应外部电场而切换。为了探索多层化工程电致伸缩的普遍性，本工作进一步研究了场致应变作为具有不同缺陷氧化物结构（萤石、钙钛矿、石榴石和尖晶石）的Λ的函数。这些结果与类火山行为完全一致，表明界面工程是实现大电致伸缩的一种有前途的策略。

本文要点：

（1）在这里，本工作报告了通过在NdGaO₃衬底上具有原子控制界面的Gd₂O₃掺杂CeO₂和Er₂O₃稳定的δ-Bi₂O₃交替层外延沉积的工程化电致伸缩效应。

（2）通过优化，本工作实现的电致伸缩系数值为2.38×10^-14 m² V^-2，超过最著名的弛豫铁电体三个数量级。本工作的理论计算表明，这种大大增强的电致伸缩是由界面晶格不连续性赋予的相干应变引起的。这些人工异质结构为纳米/微米驱动和尖端传感器的电致伸缩材料和器件的设计与操作开辟了一条新途径。

参考文献：

Zhang, H., Pryds, N., Park, DS. et al. Atomically engineered interfaces yield extraordinary electrostriction. Nature 609, 695–700 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05073-6

DOI：10.1038/s41586-022-05073-6

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05073-6