作為一類關(guān)鍵基礎(chǔ)性功能材料，反鐵電材料具有儲(chǔ)能密度高、溫度穩(wěn)定性好、充放電時(shí)間快和抗疲勞特性好等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于位移驅(qū)動(dòng)器、高功率脈沖電源、能量存儲(chǔ)電容器等器件，是國際上研究新型能源、智能材料與器件的熱點(diǎn)。由于反鐵電單晶生長難度大，目前有關(guān)研究報(bào)道主要集中在陶瓷體系，關(guān)于反鐵電單晶的較少。

在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金面上及青年科學(xué)基金項(xiàng)目、福建省工業(yè)引導(dǎo)性項(xiàng)目等課題資助下，中科院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員龍西法團(tuán)隊(duì)通過組分設(shè)計(jì)，解決了Pb(Lu0.5Nb0.5)O3基反鐵電單晶的生長難題，獲得尺寸高達(dá)20mm×18mm×10mm的塊晶材料，通過組分調(diào)控實(shí)現(xiàn)電場誘導(dǎo)的二次鐵電-鐵電相變行為，極大增強(qiáng)材料的飽和極化強(qiáng)度，最終獲得儲(chǔ)能密度大幅度提升。單晶材料的有效儲(chǔ)能密度達(dá)4.81J/cm3，儲(chǔ)能效率高達(dá)82.36%。該研究還深入探討了晶體的相結(jié)構(gòu)、結(jié)晶學(xué)取向及微觀結(jié)構(gòu)特征與高儲(chǔ)能密度等優(yōu)異電學(xué)性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為探索新型反鐵電材料提供了新的思路。

相關(guān)成果以Enhanced Energy Storage Density of Lead Lutetium Niobate Crystals by Electric Field-Induced Secondary Phase Transition via Na/La Co-doping為題發(fā)表在ACS Appl. Mater. Inter.上，助理研究員楊曉明為論文第一作者，研究員何超為通訊作者。