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福建物構所高儲能密度反鐵電材料研究取得進展

發布時間:2020/6/22编辑:Ma Liang 人氣:1940

  【阿儀網 實驗室動態】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,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,是国际上研究新型能源、智能材料与器件的热点。由于反铁电单晶生长难度大,目前有关研究报道主要集中在陶瓷体系,关于反铁电单晶的较少。

  在中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金面上及青年科學基金項目、福建省工業引導性項目等課題資助下,中科院光電材料化學與物理重點實驗室研究員龍西法團隊通過組分設計,解決了Pb(Lu0.5Nb0.5)O3基反鐵電單晶的生長難題,獲得尺寸高達20mm×18mm×10mm的塊晶材料,通過組分調控實現電場誘導的二次鐵電-鐵電相變行爲,極大增強材料的飽和極化強度,最終獲得儲能密度大幅度提升。單晶材料的有效儲能密度達4.81J/cm3,儲能效率高達82.36%。該研究還深入探討了晶體的相結構、結晶學取向及微觀結構特征與高儲能密度等優異電學性能的關聯關系,爲探索新型反鐵電材料提供了新的思路。

  相关成果以Enhanced Energy Storage Density of Lead Lutetium Niobate Crystals by Electric Field-Induced Secondary Phase Transition via Na/La Co-doping 为题发表在ACS Appl. Mater. Inter.上,助理研究员杨晓明为论文第一作者,研究员何超为通讯作者。

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