氧空位工程化BaTiO₃陶瓷

超高介电常数

通过调控氧空位分布，实现非均匀极化与界面极化协同，获得超过10⁵的介电常数。

Zhen, Wang · Meng, Xiangyu · Guo, Qinghu · Su, Cong · Guoping, Deng · Haizhou, Liu · 尧中华 · Zhang, Shujun · 刘韩星 · 郝华

Acta Materialia 2025

具体参数

介电常数
{'zh': '>10⁵', 'en': '>10⁵'}
Ti³⁺浓度相对增加
{'zh': '15.9', 'en': '15.9'} %

技术优势

介电常数突破10⁵

氧空位在晶界富集形成层状分布，产生空间电荷极化，同时在晶粒内部形成缺陷偶极子，引入偶极取向极化，二者协同将介电常数推至10⁵以上。

无需消除缺陷

传统工艺力求降低氧空位浓度以维持绝缘性，本研究反其道而行之，利用氧空位本身作为极化源，将工艺复杂度转化为性能收益。

宽温区内保持作用

原位EELS证实氧空位随温度升高从晶界向晶内扩散，使得极化增强机制在宽温区内持续生效，而非仅在某个窄窗口。

应用场景