近日，我院罗能能教授团队在无铅反铁电陶瓷电致应变领域取得重要进展，相关研究成果以“Record-breaking electrostrain in NaNbO3-based antiferroelectric ceramics via achieving fully reversible phase transition”为题，发表在材料领域期刊Acta Materialia上。我院罗能能教授、岑侦勇副教授为共同通讯作者，罗能能教授指导的博士研究生马力为该论文的第一作者。
利用钙钛矿材料电致应变特性制成的驱动器，具有位移精度高、响应快速等优点，已被广泛应用于半导体光刻、激光通讯等领域。然而，多数铁电陶瓷的电致应变数值较小（~0.1%）且往往具有大的负应变和剩余应变，限制了其应用前景。反铁电陶瓷因初始反铁电相和电场诱导铁电相间巨大的结构差异而有望获得大的应变，同时又因反铁电-铁电相变的可逆性使得负应变和剩余应变为零，使得其具有广泛的应用前景。
作为一种典型的无铅反铁电体，NaNbO3虽具有反铁电体的结构特点，但在电场作用下只能获得蝴蝶形的应变曲线且应变数值小（~0.08%），而这与反铁电P相稳定性不足有关。为提高P相的稳定性，调控容忍因子是常用策略，然而依旧无法获得高的应变。针对上述问题，本研究提出单独降低电负性差值稳定P相和获得可逆相变的思路。通过引入低电负性差值的AgNbO3和Bi(Mg1/3Al1/3Ti1/3)O3，创纪录的应变数值（0.45%）在0.75NaNbO3-0.2AgNbO3-0.05Bi(Mg1/3Al1/3Ti1/3)O3反铁电陶瓷中获得，该陶瓷的P相稳定性及相变可逆性通过电学性能、原位变电场拉曼光谱等进行研究。此外，经过结构拟合发现，P相稳定性提升的关键在于八面体倾转角和A/B位阳离子位移的减小。
本研究得到了国家自然科学基金、广西杰出青年基金等项目的支持。
一审一校：刘娜 罗能能
二审二校：王欣鹏
三审三校：沈大强 周大淇
