Piezoelectric materials that can function at high temperatures without failure are desired for structural health monitoring and/or nondestructive evaluation of the next generation turbines, more efficient jet engines, steam, and nuclear/electrical power plants. The operational temperature range of smart transducers is limited by the sensing capability of the piezoelectric material at elevated temperatures, increased conductivity and mechanical attenuation, variation of the piezoelectric properties with temperature. This article discusses properties relevant to sensor applications, including piezoelectric materials that are commercially available and those that are under development. Compared to ferroelectric polycrystalline materials, piezoelectric single crystals avoid domain‐related aging behavior, while possessing high electrical resistivities and low losses, with excellent thermal property stability. Of particular interest is oxyborate [ ReCa 4 O ( BO 3 ) 3 ] single crystals for ultrahigh temperature applications (>1000°C). These crystals offer piezoelectric coefficients d eff , and electromechanical coupling factors k eff , on the order of 3–16 pC/N and 6%–31%, respectively, significantly higher than those values of α‐quartz piezocrystals (~2 pC/N and 8%). Furthermore, the absence of phase transitions prior to their melting points ~1500°C, together with ultrahigh electrical resistivities (>10 6 Ω·cm at 1000°C) and thermal stability of piezoelectric properties (< 20% variations in the range of room temperature ~1000°C), allow potential operation at extreme temperature and harsh environments.

Developing high-quality monocrystalline graphene has been an area of compelling research focus in the field of two-dimensional materials. Overcoming growth cessation presents a significant challenge in advancing the production of monocrystalline graphene. Herein, methods for sustaining a steady and consistent growth driving force are investigated based on the single-crystal growth theory. Comparative analysis revealed that each dynamic regulation method significantly increased the size of graphene compared to samples grown under stable pressure conditions. The grain size of high-quality graphene was significantly increased from ∼400 μm to ∼3 mm. Moreover, experimental measurements and numerical simulations were employed to investigate the impact of ambient pressure on the temperature and flow field. By considering the influence of pressure on the boundary layer and reaction rate constant, the mechanism underlying the dynamic regulation of ambient pressure was elucidated. Ultimately, the crystal growth kinetics theory, initially formulated with considerations of undercooling ΔT and supersaturation Seff, was developed by inducing the individual parameter of ambient pressure P. Due to diameter expansion and mechanical property promotion, a bilayer graphene Fabry–Perot interference (1100 μm) sensor with a stable signal response (52 dB) and superior minimum detection pressure at 20 kHz (87 μPa/Hz1/2) was prepared. This innovative approach to regulating ambient pressure during crystal growth enables monocrystalline graphene to possess superior structure and properties for future technologies and provides insights into the production of other two-dimensional materials.

The lanthanide calcium oxyborates LnCa4O(BO3)3 compounds form a family of multifunctional materials with promising nonlinear and linear optical properties and piezoelectrical properties because of their polar crystal structure. In the...

We investigated the site-disorder and thermal expansion of