Giant energy density and high efficiency achieved in bismuth ferrite-based film capacitors via domain engineering

电容器 铁氧体(磁铁) 材料科学 能量密度 铋 铋铁氧体 光电子学 工程物理 冶金 复合材料 电气工程 工程类 铁电性 电压 多铁性 电介质
作者
Hao Pan,Jing Ma,Ji Ma,Qinghua Zhang,Xiaozhi Liu,Bo Guan,Lin Gu,Xin Zhang,Yujun Zhang,Liangliang Li,Yang Shen,Yuanhua Lin,Ce‐Wen Nan
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:9 (1): 1813-1813 被引量:560
标识
DOI:10.1038/s41467-018-04189-6
摘要

Developing high-performance film dielectrics for capacitive energy storage has been a great challenge for modern electrical devices. Despite good results obtained in lead titanate-based dielectrics, lead-free alternatives are strongly desirable due to environmental concerns. Here we demonstrate that giant energy densities of ~70 J cm-3, together with high efficiency as well as excellent cycling and thermal stability, can be achieved in lead-free bismuth ferrite-strontium titanate solid-solution films through domain engineering. It is revealed that the incorporation of strontium titanate transforms the ferroelectric micro-domains of bismuth ferrite into highly-dynamic polar nano-regions, resulting in a ferroelectric to relaxor-ferroelectric transition with concurrently improved energy density and efficiency. Additionally, the introduction of strontium titanate greatly improves the electrical insulation and breakdown strength of the films by suppressing the formation of oxygen vacancies. This work opens up a feasible and propagable route, i.e., domain engineering, to systematically develop new lead-free dielectrics for energy storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Hello的应助被Daisy采纳,获得10
刚刚
吃饭小天才完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
xiaowentu完成签到,获得积分10
1秒前
Lbw完成签到,获得积分10
2秒前
秦之之发布了新的文献求助10
6秒前
欣慰的山竹完成签到,获得积分10
7秒前
上官若男的应助被xf采纳,获得10
7秒前
8秒前
科研通AI6.4的应助被大碗程程采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
chen完成签到,获得积分10
9秒前
gs完成签到,获得积分10
10秒前
传奇3的应助被松糕亚采纳,获得10
10秒前
11秒前
xky3371发布了新的文献求助30
12秒前
军工三院发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
wsywsy123完成签到,获得积分10
14秒前
lu发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
一水合羟基磷酸钙完成签到,获得积分10
17秒前
Nole的应助被xky3371采纳,获得10
17秒前
JamesPei的应助被xky3371采纳,获得10
17秒前
科目三的应助被xky3371采纳,获得10
17秒前
桐桐的应助被xky3371采纳,获得10
17秒前
ding的应助被xky3371采纳,获得10
17秒前
爱学习的费力气完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
星辰大海的应助被nana采纳,获得30
18秒前
18秒前
泥巴发布了新的文献求助10
20秒前
xf发布了新的文献求助10
21秒前
grm发布了新的文献求助30
21秒前
rose发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
22秒前
master发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Composite Materials Handbook Volume 1 - Revision H 1500
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Decentring Leadership 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7808000
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9340518
关于积分的说明 20502068
捐赠科研通 7400151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3328555
关于科研通互助平台的介绍 2475415
邀请新用户注册赠送积分活动 2346920