研究背景
众所周知，铅基 PZT 陶瓷的高压电性与其 MPB 有关。然而，关于 PZT 基陶瓷压电性的内在和外在贡献的综合效应的研究却很少，因为它们受到晶体结构、畴壁运动等的影响。
压电陶瓷的高压电机理是主要研究点，目前尚无明确结论。这项工作为从可能的角度解释这一机制提供了有力的证据。
研究内容
该工作通过 STEM 观察到同时存在三方相和四方相的 PZT 基陶瓷的局部晶格畸变，同时联合 XRD 精修和拉曼分析，发现由于 [BO]6 八面体沿极化方向延伸，Li+ 离子取代 Pb2+ 离子导致了晶格畸变，从而提高了自发极化。同时，SS-PFM 观察到畴更容易旋转的。Li+ 离子掺杂导致弛豫的增加促进了纳米畴的生成。短序纳米畴具有较低的畴壁移动激活能，这使得畴在外加电场下更容易旋转，从而提高了外部贡献。通过提高内在和外在贡献，掺杂 Li+ 离子的 PZT 基陶瓷获得了优异的压电性能。
该成果以“High piezoelectricity induced by lattice distortion and domain realignment in Li2CO3-added lead-based ceramics”(《添加 Li2CO3 的铅基陶瓷中的晶格畸变和畴重排引发的高压电性》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry A 上，并入选为hot article。
论文信息
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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
作者简介
本文第一作者，2018 年获四川大学材料化学学士学位，2021 年获四川大学材料工程硕士学位。2021 年起在四川大学攻读材料物理与化学专业博士研究生。主要研究方向为高压电性的低温烧结 PZT 基弛豫铁电陶瓷和高居里温度铋层结构铁电陶瓷。
本文通讯作者，四川大学材料科学与工程学院副教授，硕士生导师。四川大学与美国密歇根大学联合培养博士。研究方向为压电、铁电、热释电材料及应用等。先后参与或主持了国家自然科学基金重点及面上项目、国家科技重大专项、四川省科技计划重点研发项目、企业技术开发项目，发表 SCI 论文 60 余篇，申请专利 13 项。担任 Journal of Advanced Dielectrics 期刊青年编委，Materials 期刊客座编辑，中国（德国）研发创新联盟−碳中和与能源转型专业委员会委员、新加坡 Viser（维泽）出版社专家库材料科学专家委员会委员。担任 Nature Communications、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Advanced Ceramics、Journal of the American Ceramic Society、Journal of the European Ceramic Society、Ceramics International 等学术期刊评审人。
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