Mn镶嵌反相界KNN薄膜

极化媲美铅基

在Mn掺杂KNN薄膜中构建Mn镶嵌反相晶界，以补偿碱离子缺失并诱导应变，大幅提升铁电极化。

李超 · 王玲艳 · 徐立强 · Yao, Fangzhou · 卢江波 · 王栋 · Liang, Zhongshuai · 黄平 · Shengqiang, Wu · Jing, Hongmei · 张易军 · 周子尧 · Liu, Haixia · 马传生 · Yinong, Lyu · 魏晓勇 · 任巍 · 王轲 · Ye, Zuo Guang · 陈峰

Nature Communications 2024

具体参数

剩余极化

{'zh': '114', 'en': '114'} μC/cm²

技术优势

极化媲美铅基

2Pr达到114 μC/cm²，可直接替代含铅薄膜在铁电、压电器件中的功能。

结构补偿碱缺失

Mn原子层沿反相界镶嵌，平衡了碱金属离子缺失带来的电荷，从而稳定了晶体结构。

应变提升极化

Mn镶嵌在反相界诱导应变，改善了铁电极化行为，获得了矩形电滞回线。

应用场景

• 无铅铁电薄膜：替代含铅铁电薄膜，避免有毒元素。
• 铁电存储器：高剩余极化提高存储窗口和稳定性。
• 压电传感器：高极化提升压电响应，适合无铅传感器。
• 柔性电子器件：薄膜形态兼容柔性基底，可用于可穿戴设备。