科学大观园杂志▲科学家可以微调脆弱材料的原子间距，利用两种新策略拉伸操作可以增大原子间距

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拉伸操作可以增大原子间距，但又不至于破坏化学键。（图片来自网络）
“精细拉伸”是改变材料性质的重要方法。通过细微拉伸，我们可以在不破坏化学键的前提下，增大材料的原子间距。此外，延展距离也会对材料的电子行为产生影响。
但对于一类重要的复杂氧化物材料而言，拉伸法的效果并不太好——它们像陶瓷咖啡杯一样易碎。比如一种量子材料La0.7Ca0.3MnO3（LCMO），它的电子能够以非常规方式运动。科学家们希望能够控制和微调LCMO的电子行为，使其能应用于电力传输、计算和传感器等多个方面。
据《科学》杂志4月3日报道，美国能源部斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室（NAL）和斯坦福大学的科学家们找到了一种新方法，可以解决LCMO的拉伸问题。他们先将这种易碎材料制成超薄的柔韧薄膜，然后用微操作器对它进行拉伸，最后用温和的热熔胶进行固定，以保持拉伸效果。通过处理热熔胶，研究人员可以反复释放和拉伸LCMO透明薄膜，使其完成绝缘体-导体-绝缘体的转换。此外，拉伸还改变了LCMO膜的磁性。 SLAC和斯坦福大学教授、斯坦福材料与能源科学研究所（SIMES）研究员HaroldHwang说：“采用这种拉伸方法可达到8%的最大拉伸度。这将为包括材料科学在内的很多学科带来全新的可能性。 ”
通过直接测量LCMO的原子之间的间距，研究人员SeungSaeHong等证实原子间距随着拉伸增大了。他们还测量了LCMO的电阻，发现拉伸会使其从容易导电的金属态转变为不易导电的绝缘态。对材料施加强磁场会改变其磁性状态，并使其重新变为金属态。
Hong总结说：“这是一个令人兴奋的科学工具。它为我们提供了机械操纵材料的机会。新拉伸法还为我们设计电子设备使用的柔性材料提供了新思路。 ”
原创编译：雷鑫宇审稿：阿淼责编：张梦
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200402144521.htm
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