近日，永利田冬霞博士和孫富華博士團隊在撓曲電效應方面取得重要進展，研究成果以“Compositional heterogeneity enhancing the flexoelectric response of BaTiO3 -based ceramics”為題發表于國際知名期刊Ceramics International。該刊主要刊載矽酸鹽相關領域的研究成果與實踐，是陶瓷領域廣泛認可的TOP期刊。
撓曲電效應是一種極化響應與應變梯度或者應力與電場梯度的耦合效應，不受材料晶體結構限制，可以産生類似壓電效應的物理現象，甚至比壓電效應的應用更加廣泛。當前，鉛基壓電陶瓷的壓電效應和溫度穩定性雖然總體上優于無鉛壓電陶瓷，但是出于環境友好型考慮，本團隊廣泛開展BaTiO3陶瓷的撓曲電效應（類壓電效應）研究。巧妙引入ZrO2粉體，構造晶界組分調制的BaTiO3複合陶瓷，實現了組分調制撓曲電增強效應。結果表明，最優組分時，室溫的撓曲電系數高達800μC/m，居裡溫度（~127 ℃）附近的撓曲電系數超過1500μC/m，分别是BaTiO3陶瓷的6.7倍和4倍。此外，在較寬溫度範圍内，仍然保持高撓曲電系數。這種由于組分不均勻性産生的應變梯度，引起陶瓷内部産生撓曲電極性，進而增強陶瓷撓曲電系數的實踐為從鐵電陶瓷中獲得大撓曲電響應提供了一種有效策略。
永利田冬霞博士為論文第一作者，劉冬陽碩士研究生為論文第二作者，孫富華博士為通訊作者，3044am永利集团為署名單位。永利劉飛副教授、我校李宏教授等人對該工作進行了悉心指導。該工作得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金和湖北省教育廳科研計劃項目的資助。
作者簡介：
田冬霞，女，1992年12月出生，博士，碩士生導師。2021年6月獲得中國科學技術大學材料學專業博士學位，主要從事鐵電體和半導體的撓曲電和壓電性能的研究。目前主持國家自然科學基金青年項目1項，湖北省教育廳青年基金1項，已經在Physical Review Applied, Physical Review Letters, Ceramics International, Journal of Applied Physics,，Acta Materialia等國際學術期刊上發表學術論文10餘篇，申請專利2項，撰寫《Encyclopedia of Materials: Electronics》專著部分章節。
孫富華，副教授，碩士生導師。2019年博士畢業于清華大學。主要從事熱電材料的可控制備與電、熱、磁學性質以及電熱磁耦合機理研究。主持國家自然科學基金、中國博士後科學基金、省自然科學基金等項目7項，參與國家重點研發計劃、973項目、國家自然科學基金重點項目等5項，在Nat Commun、Rep Prog Phys、Nano Energy等期刊上發表SCI論文40餘篇，申請專利15項，參與制定行業/團體标準4項，參與撰寫《熱電材料及其制備技術》專著中的部分章節。獲湖北省科學技術進步二等獎1項，中國光學工程學會銅獎1項，中國工程科技論壇優秀青年論文獎1項，無機非金屬材料高層論壇科研創意獎1項。
論文鍊接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884224023551