在高储能密度反铁电材料研究中取得新进展

来源：CBG资讯

作为一类关键基础性功能材料，反铁电材料具有储能密度高、温度稳定性好、充放电时间快和抗疲劳特性好等优异性能。因此，反铁电材料被广泛应用于位移驱动器、高功率脉冲电源、能量存储电容器等器件，使得反铁电材料已成为国际上研究新型能源、智能材料与器件的热点。由于反铁电单晶的生长难度大，目前有关反铁电材料的研究报道主要集中在陶瓷体系，而关于反铁电单晶的研究鲜有报道。

在中科院战略性先导科技专项B类、国家自然科学基金面上及青年科学基金项目、福建省工业引导性项目等课题资助下，中科院光电材料化学与物理重点实验室龙西法研究员领导的科研团队通过组分设计，攻克了Pb(Lu0.5Nb0.5)O3基反铁电单晶的生长难题，获得了尺寸高达20 mm×18 mm×10 mm的块晶材料。通过组分调控实现了电场诱导的二次铁电-铁电相变行为，这极大增强了材料的饱和极化强度，最终导致储能密度大幅度提升。单晶材料的有效储能密度达4.81 J/cm3，储能效率高达82.36%。文章还深入探讨了晶体的相结构、结晶学取向及微观结构特征与高储能密度等优异电学性能的关联关系，为探索新型反铁电材料提供了新的思路。这一成果发表在ACS Appl. Mater. Inter.（Enhanced Energy Storage Density of Lead Lutetium Niobate Crystals by Electric Field-Induced Secondary Phase Transition via Na/La Co-doping, DOI: 10.1021/acsami.0c06298）。论文第一作者为杨晓明助理研究员，通讯作者为何超研究员。

福建物构所高储能密度反铁电材料研究取得进展

（图片来源：ACS Appl. Mater. Inter.）

龙西法科研团队主要研究方向为压电单晶材料、非线性光学晶体及反铁电储能材料，近年来在弛豫铁电单晶、反铁电材料、具有铁电性的非线性光学晶体材料以及通过周期极化实现准相位匹配的非线性光学器件研制等方面取得了系列重要研究进展。