增强铌酸锶钡热释电能量转换的优值与耐疲劳性能
编号:46
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更新:2025-08-11 15:36:22 浏览:31次
特邀报告
摘要
铁电材料在温度的驱动下发生相变,相变时产生巨热释电效应,其相变处的热释电系数,相较于非相变区间可增大1~2个数量级。通过系统性研究SrxBa1−xNb2O6材料在x=0.6(SBN60)时的铁电-顺电相变,以及相变处的热释电性能,探讨并揭示了氧空位对热释电能量转换的调控作用。利用浮区法合成SBN60材料,结合不同的热处理工艺,在SBN60材料中实现氧空位的有效调控。基于对电学与热学性能的系统性表征,发现了氧空位对SBN60热释电性能的“双重效应”:引入氧空位可提升热释电材料的优值(Figure-of-Merit),而去除氧空位则有助于延长热释电器件在一次充电后的有效寿命。对比发现,经过热处理后的SBN60单晶器件在相变过程中可实现约7000次、持续30小时的稳定发电,且长循环相变后功能可逆性良好。氧空位对热释电性能与有效寿命耦合行为的双重调控作用,不仅为高性能铁电材料的研发提供了新思路,而且特别适用于仅充电一次的热释电能量转换,切实推动热释电器件在实际应用中的发展。
关键词
铁电相变,巨热释电,氧空位,优值,有效寿命
稿件作者
张晨波
同济大学
徐军
同济大学
陈弦
香港科技大学
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