近日，我院羅能能教授團隊在無鉛反鐵電陶瓷電緻應變領域取得重要進展，相關研究成果以“Record-breaking electrostrain in NaNbO3-based antiferroelectric ceramics via achieving fully reversible phase transition”為題，發表在材料領域期刊Acta Materialia上。我院羅能能教授、岑偵勇副教授為共同通訊作者，羅能能教授指導的博士研究生馬力為該論文的第一作者。
利用鈣钛礦材料電緻應變特性制成的驅動器，具有位移精度高、響應快速等優點，已被廣泛應用于半導體光刻、激光通訊等領域。然而，多數鐵電陶瓷的電緻應變數值較小（~0.1%）且往往具有大的負應變和剩餘應變，限制了其應用前景。反鐵電陶瓷因初始反鐵電相和電場誘導鐵電相間巨大的結構差異而有望獲得大的應變，同時又因反鐵電-鐵電相變的可逆性使得負應變和剩餘應變為零，使得其具有廣泛的應用前景。
作為一種典型的無鉛反鐵電體，NaNbO3雖具有反鐵電體的結構特點，但在電場作用下隻能獲得蝴蝶形的應變曲線且應變數值小（~0.08%），而這與反鐵電P相穩定性不足有關。為提高P相的穩定性，調控容忍因子是常用策略，然而依舊無法獲得高的應變。針對上述問題，本研究提出單獨降低電負性差值穩定P相和獲得可逆相變的思路。通過引入低電負性差值的AgNbO3和Bi(Mg1/3Al1/3Ti1/3)O3，創紀錄的應變數值（0.45%）在0.75NaNbO3-0.2AgNbO3-0.05Bi(Mg1/3Al1/3Ti1/3)O3反鐵電陶瓷中獲得，該陶瓷的P相穩定性及相變可逆性通過電學性能、原位變電場拉曼光譜等進行研究。此外，經過結構拟合發現，P相穩定性提升的關鍵在于八面體傾轉角和A/B位陽離子位移的減小。
本研究得到了國家自然科學基金、廣西傑出青年基金等項目的支持。
一審一校：劉娜 羅能能
二審二校：王欣鵬
三審三校：沈大強 周大淇
