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研究背景
眾所周知，鉛基 PZT 陶瓷的高壓電性與其 MPB 有關(guān)。然而，關(guān)于 PZT 基陶瓷壓電性的內(nèi)在和外在貢獻(xiàn)的綜合效應(yīng)的研究卻很少，因?yàn)樗鼈兪艿骄w結(jié)構(gòu)、疇壁運(yùn)動等的影響。
壓電陶瓷的高壓電機(jī)理是主要研究點(diǎn)，目前尚無明確結(jié)論。這項(xiàng)工作為從可能的角度解釋這一機(jī)制提供了有力的證據(jù)。
研究內(nèi)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(lián)合?XRD?精修和拉曼分析，發(fā)現(xiàn)由于?[BO]6?八面體沿極化方向延伸，Li+?離子取代?Pb2+?離子導(dǎo)致了晶格畸變，從而提高了自發(fā)極化。同時，SS-PFM 觀察到疇更容易旋轉(zhuǎn)的。Li+?離子摻雜導(dǎo)致弛豫的增加促進(jìn)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(zhuǎn)，從而提高了外部貢獻(xiàn)。通過提高內(nèi)在和外在貢獻(xiàn)，摻雜 Li+?離子的 PZT 基陶瓷獲得了優(yōu)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(fā)的高壓電性》)為題，發(fā)表在英國皇家化學(xué)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(xué)材料化學(xué)學(xué)士學(xué)位，2021 年獲四川大學(xué)材料工程碩士學(xué)位。2021 年起在四川大學(xué)攻讀材料物理與化學(xué)專業(yè)博士研究生。主要研究方向?yàn)楦邏弘娦缘牡蜏責(zé)Y(jié) PZT 基弛豫鐵電陶瓷和高居里溫度鉍層結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷。
本文通訊作者，四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。四川大學(xué)與美國密歇根大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士。研究方向?yàn)閴弘?、鐵電、熱釋電材料及應(yīng)用等。先后參與或主持了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)及面上項(xiàng)目、國家科技重大專項(xiàng)、四川省科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、企業(yè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，發(fā)表 SCI 論文 60 余篇，申請專利 13 項(xiàng)。擔(dān)任 Journal of Advanced Dielectrics 期刊青年編委，Materials 期刊客座編輯，中國（德國）研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟?碳中和與能源轉(zhuǎn)型專業(yè)委員會委員、新加坡 Viser（維澤）出版社專家?guī)觳牧峡茖W(xué)專家委員會委員。擔(dān)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(xué)術(shù)期刊評審人。
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