内大要闻

物理科学与技术学院赵世峰教授团队在电介质物理基础研究方面取得新进展

近日,由吉祥彩票下载安装赵世峰教授团队完成的题为《偏聚颗粒在锰酸铋修饰钛酸钡薄膜中诱导的超高储能》(Segregation particles induced ultrahigh energy storage performances in BiMnO3 modified BaTiO3 films)的文章在美国物理联合会主办的物理类顶级期刊Applied Physics Letters上发表,该期刊为Nature Index(自然指数)首批收录期刊,在物理学研究领域享有良好的学术声誉和重要的影响力。该论文得到了编辑和审稿人的高度认可,编辑认为该文章非常重要并遴选该文章作为“编辑精选”论文,在该期刊主页显著位置上进行了重点报道。这标志着吉祥彩票下载安装在铁电储能领域的研究得到了国际认可。

以下是编辑部给文章通讯作者赵世峰的部分email内容:

“The Editors felt that your article is noteworthy, and have chosen it to be promoted as an Editor’s Pick. Once published, your paper will be displayed on the journal’s homepage and will be identified with an icon next to the article title”.

电介质材料储能由于快速的充放特性一直被研究者广泛关注,而薄膜材料具有微型化、耐高压等特性可以被利用在医学、微型电子学等领域成为研究中的重点。对于薄膜体系来说,由于受到极化和击穿电场的限制,材料的储能密度和效率距实际应用还有一段距离。对于储能性质的提升现在主要集中在化学掺杂修饰晶格结构,调控晶格结构实现弛豫特性等方法。鉴于以上调控手段,我们首先采用锰酸铋晶格修饰钛酸钡手段实现了晶格层面的调控获得了优良的弛豫性为,并且通过晶胞结合能的差异诱导出钛酸钡-锰酸铋固溶体的偏聚行为,形成枣-糕结构。实现从微观到宏观储能性能的调控,并为后续储能性能的进一步提升提供了一种可行的策略。

在本工作中,通过固溶体手段在钛酸钡基材料中形成偏聚颗粒,诱导出超高的储能性能,并在此基础上提供了具有偏聚颗粒材料的制备方法。储能表现得到了极大的提升,具有偏聚颗粒的钛酸钡-锰酸铋固溶体膜表现出了超高的能量储存密度(94.1 J/cm2)和能量储存效率(84.51%),该表现为钛酸钡基储能材料的当前最优值之一,这是由于偏聚颗粒形成的枣-糕结构增强了击穿电场和局部极化。而高动态极性纳米区域使得钛酸钡-锰酸铋固溶体薄膜实现了较低的剩余极化,实现了存储能量密度与效率的双赢。为研究者们提升储能性能提供了新的研究方向。

该论文以吉祥彩票平台登录为唯一完成单位,作者依次为郭飞(2018级博士研究生)、蒋宁(2018级博士研究生)、杨波博士、赵世峰教授(通讯作者)。该工作得到国家自然科学基金(Grant Nos. 11564028, 11864028)、内蒙古自治区自然科学基金(Grant No. 2018MS003)的经费支持。

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