研究背景
眾所周知，鉛基 PZT 陶瓷的高壓電性與其 MPB 有關。然而，關于 PZT 基陶瓷壓電性的內在和外在貢獻的綜合效應的研究卻很少，因為它們受到晶體結構、疇壁運動等的影響。
壓電陶瓷的高壓電機理是主要研究點，目前尚無明確結論。這項工作為從可能的角度解釋這一機制提供了有力的證據。
研究內容
該工作通過?STEM?觀察到同時存在三方相和四方相的?PZT?基陶瓷的局部晶格畸變，同時聯合?XRD?精修和拉曼分析，發現由于?[BO]6?八面體沿極化方向延伸，Li+?離子取代?Pb2+?離子導致了晶格畸變，從而提高了自發極化。同時，SS-PFM 觀察到疇更容易旋轉的。Li+?離子摻雜導致弛豫的增加促進了納米疇的生成。短序納米疇具有較低的疇壁移動激活能，這使得疇在外加電場下更容易旋轉，從而提高了外部貢獻。通過提高內在和外在貢獻，摻雜 Li+?離子的 PZT 基陶瓷獲得了優異的壓電性能。
該成果以“High piezoelectricity induced by lattice distortion and domain realignment in Li2CO3-added lead-based ceramics”(《添加 Li2CO3 的鉛基陶瓷中的晶格畸變和疇重排引發的高壓電性》)為題，發表在英國皇家化學會期刊?Journal of Materials Chemistry A?上，并入選為hot article。
論文信息
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High piezoelectricity induced by lattice distortion and domain realignment in Li2CO3-added lead-based ceramics Hao Chen, Yining Xie, Jingwen Xi, Wanfeng Zhuang, Weiling Wang, Jie Xing,?Hong Liu* and Jianguo Zhua J. Mater. Chem. A, 2023,?11,?25945-25954
https://doi.org/10.1039/D3TA05899A
作者簡介
本文第一作者，2018 年獲四川大學材料化學學士學位，2021 年獲四川大學材料工程碩士學位。2021 年起在四川大學攻讀材料物理與化學專業博士研究生。主要研究方向為高壓電性的低溫燒結 PZT 基弛豫鐵電陶瓷和高居里溫度鉍層結構鐵電陶瓷。
本文通訊作者，四川大學材料科學與工程學院副教授，碩士生導師。四川大學與美國密歇根大學聯合培養博士。研究方向為壓電、鐵電、熱釋電材料及應用等。先后參與或主持了國家自然科學基金重點及面上項目、國家科技重大專項、四川省科技計劃重點研發項目、企業技術開發項目，發表 SCI 論文 60 余篇，申請專利 13 項。擔任 Journal of Advanced Dielectrics 期刊青年編委，Materials 期刊客座編輯，中國（德國）研發創新聯盟?碳中和與能源轉型專業委員會委員、新加坡 Viser（維澤）出版社專家庫材料科學專家委員會委員。擔任 Nature Communications、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Advanced Ceramics、Journal of the American Ceramic Society、Journal of the European Ceramic Society、Ceramics International 等學術期刊評審人。
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