热稳定的电容能量密度和巨大的电热和火电效应 Sm-Doped Pb ((Mg1/3Nb2/3) O3-PbTiO3薄膜
Zouhair Hanani1, Jamal Belhadi2, Urška Trstenjak1
1Advanced Materials Department, Jožef Stefan Institute, Jamova Cesta 39, Ljubljana 1000, Slovenia.
Journal of the American Chemical Society
|November 18, 2024
概括
-酸-酸 (Sm-PMN-PT) 薄膜具有增强的能量储存和电热性质. 这项研究突出了它们对先进固态电热应用的潜力.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 铁电工业
背景情况:
- 由于局部结构异质性增强,-酸-酸 (Sm-PMN-PT) 散装材料具有出色的铁电和压电性能.
- 表面薄膜为进一步探索和增强这些特性提供了一个平台.
研究的目的:
- 使用脉冲激光沉积制造Sm-PMN-PT的表面薄膜.
- 调查Sm兴奋剂对PMN-PT薄膜的电容储能,压电,电热和火电性能的影响.
- 了解对增强性质负责的潜在机制.
主要方法:
- 脉冲激光沉积用于制造Sm-PMN-PT薄膜.
- 电气,热和结构性质的表征.
- 扫描传输电子显微镜 (STEM) 和相场建模.
主要成果:
- 与未使用的PMN-PT相比,Sm-PMN-PT薄膜具有显著改善的电容储能,压电,电热和火电性能.
- 这些薄膜具有高达10^9周期的无疲劳性能,并且在-40°C至200°C的温度下具有热稳定性.
- 观察到巨大的电热效应 (59.4 K温度变化) 和高火电能量密度 (40 J cm^-3).
- 增强的局部结构异质性和强大的局部电场导致多态纳米域具有类似泥的极性结构.
结论:
- Sm-PMN-PT薄膜具有特殊的多功能特性,使其成为容量储能和固态电热能量互转的前景.
- 观察到的改善归因于Sm兴奋剂诱导的纳米领域结构.
- 这种方法为开发基于放松或铁电的坚固多功能材料提供了途径.


