多鐵材料是一種同時具有鐵彈、鐵電、鐵磁兩種或兩種以上序參數耦合的多功能材料。多鐵磁電材料能展現出獨特的磁電耦合效應，其在傳感器、多態存儲、自旋電子器件等領域具有廣闊的應用前景。多鐵納米材料由于能夠促進電子器件的多功能化、集成化及微型化，近年來受到廣泛的關注和研究。

多鐵納米材料器件應用時，其納米尺度力學和壓電性能起著至關重要的作用，一方面是由于磁電耦合效應源于復合材料內部應力的傳遞，另一方面這一應力也可能會導致材料的疲勞甚至損壞，直接關聯著器件的性能。因此，用納米尺度同時表征多鐵復合材料力學和壓電性，既是理解多鐵復合材料磁電耦合行為的關鍵，又是優化增強復合材料磁電耦合性能的基礎，然而當前缺乏相應的表征技術。

研究團隊提出的局部激勵壓電力顯微技術很好地彌補了這一空白。該技術將經典的力學理論有機結合起來，在傳統的壓電力顯微技術基礎上進行延伸，實現了同時表征多鐵納米材料納米尺度壓電性能和力學性能。

為了證實該技術的有效性，團隊以不同組分的多鐵納米復合纖維為例，利用該技術不僅表征了纖維局部的壓電性，而且實現了對纖維納米尺度楊氏模量的單點測量以及成像。利用這一局部激勵技術得到的測量結果與傳統的納米壓痕法，全局激勵技術以及理論預測的結果很好地符合，證實了該技術的有效性及可靠性。

與傳統技術相比，該技術具有實驗裝置簡單，能夠實現真正意義上的局域微納尺度測量，且能無損地實現對材料楊氏模量和壓電性能的高速、高分辨率的成像等優點，這為多鐵材料納米尺度力學性能的表征提供了新思路，具有很好的應用前景。

該項研究得到科技部國家重點研發計劃納米專項，國家自然科學基金項目，深圳市科技創新委孔雀技術創新項目等項目資助。

供稿/醫工所 納米調控研究室 朱慶豐