近日，我院新型磁性功能材料及器件团队卢玉明课题组在钙钛矿多铁陶瓷掺杂及工艺改性研究方向取得新进展，相关成果以题为“Large ferroelectric polarization of pure xBiFeO₃-(1-x)BaTiO₃ solid solution ceramics synthesized by microwave sintering” 发表在凝聚态物理领域知名学术期刊《Applied Physics Letters》（自然指数、中科院二区top期刊）上。这是课题组继去年在陶瓷材料领域知名学术期刊《Ceramics International》（中科院一区top期刊）发表题为“Enhanced dielectric, ferroelectric, and ferromagnetic properties of 0.7Bi_1-xTm_xFeO3–0.3BaTiO3 ceramics by Tm-induced structural modification”的论文后，取得的又一进展。我院硕士研究生龚欣、张禄佳分别为上述两篇论文的第一作者，我院为第一完成单位，卢玉明副教授、材料学院李冠男副教授为通讯作者，合作者有材料学院林华教授、唐剑锋副教授。

BiFeO₃-BaTiO₃基钙钛矿多铁固溶陶瓷，拥有高于室温的铁电Curie、反铁磁Néel温度，高达100 μC/cm²的理论自发铁电极化值，无铅环保等优点，在铁电、压电、电卡、磁电耦合、能量存储等领域有潜在应用前景，近年来受到广泛关注。但是，成功制备高质量BiFeO₃-BaTiO₃基陶瓷仍然面临诸多挑战，这是因为在陶瓷烧结过程中，杂质相、气孔、Fe变价、Bi挥发、氧空位往往难以得到有效抑制，导致其内禀优异多铁性能难以充分展现。通过采用微波烧结新工艺、元素掺杂新策略（镧系末端元素Tm在ABO₃钙钛矿结构中A、B双占位），获得了表现低孔隙率、粗晶粒、元素均匀分布、高密度、弛豫铁电体等特征的高质量陶瓷，同时构筑准同型相界实现了介电、多铁性能的显著增强，从而为制备高质量卓越性能BiFeO₃-BaTiO₃基陶瓷提供了新思路，亦为未来多铁物性调控裁剪奠定基础。

上述研究工作得到国家自然科学基金青年基金、重庆市自然科学基金面上项目、重庆市研究生科研创新项目、学院新成立课题小组启动经费的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0147142 

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.03.046

撰稿人：卢玉明

审稿人：桑文龙