內大要聞

物理科學與技術學院趙世峰教授團隊在電介質物理基礎研究方面取得新進展

近日,由我校趙世峰教授團隊完成的題為《偏聚顆粒在錳酸鉍修飾鈦酸鋇薄膜中誘導的超高儲能》(Segregation particles induced ultrahigh energy storage performances in BiMnO3 modified BaTiO3 films)的文章在美國物理聯合會主辦的物理類頂級期刊Applied Physics Letters上發表,該期刊為Nature Index(自然指數)首批收錄期刊,在物理學研究領域享有良好的學術聲譽和重要的影響力。該論文得到了編輯和審稿人的高度認可,編輯認為該文章非常重要并遴選該文章作為“編輯精選”論文,在該期刊主頁顯著位置上進行了重點報道。這標志著我校在鐵電儲能領域的研究得到了國際認可。

以下是編輯部給文章通訊作者趙世峰的部分email內容:

“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”.

電介質材料儲能由于快速的充放特性一直被研究者廣泛關注,而薄膜材料具有微型化、耐高壓等特性可以被利用在醫學、微型電子學等領域成為研究中的重點。對于薄膜體系來說,由于受到極化和擊穿電場的限制,材料的儲能密度和效率距實際應用還有一段距離。對于儲能性質的提升現在主要集中在化學摻雜修飾晶格結構,調控晶格結構實現弛豫特性等方法。鑒于以上調控手段,我們首先采用錳酸鉍晶格修飾鈦酸鋇手段實現了晶格層面的調控獲得了優良的弛豫性為,并且通過晶胞結合能的差異誘導出鈦酸鋇-錳酸鉍固溶體的偏聚行為,形成棗-糕結構。實現從微觀到宏觀儲能性能的調控,并為后續儲能性能的進一步提升提供了一種可行的策略。

在本工作中,通過固溶體手段在鈦酸鋇基材料中形成偏聚顆粒,誘導出超高的儲能性能,并在此基礎上提供了具有偏聚顆粒材料的制備方法。儲能表現得到了極大的提升,具有偏聚顆粒的鈦酸鋇-錳酸鉍固溶體膜表現出了超高的能量儲存密度(94.1 J/cm2)和能量儲存效率(84.51%),該表現為鈦酸鋇基儲能材料的當前最優值之一,這是由于偏聚顆粒形成的棗-糕結構增強了擊穿電場和局部極化。而高動態極性納米區域使得鈦酸鋇-錳酸鉍固溶體薄膜實現了較低的剩余極化,實現了存儲能量密度與效率的雙贏。為研究者們提升儲能性能提供了新的研究方向。

該論文以內蒙古大學為唯一完成單位,作者依次為郭飛(2018級博士研究生)、蔣寧(2018級博士研究生)、楊波博士、趙世峰教授(通訊作者)。該工作得到國家自然科學基金(Grant Nos. 11564028, 11864028)、內蒙古自治區自然科學基金(Grant No. 2018MS003)的經費支持。

上一條:復旦大學生命科學學院領導來我校共商生物學一流學科建設
下一條: