近日，Nature出版集团旗下刊物《Scientific Reports》刊发了西北工业大学关于新型钙钛矿结构材料中异常巨介电特性起源的研究成果。论文题目为：“Origin of anomalous giant dielectric performance in novel perovskite: Bi0.5-xLaxNa0.5-xLixTi1-yMyO3(M=Mg2+, Ga3+)”，由材料学院樊慧庆教授指导的刘霄博士为第一作者，樊慧庆教授为通讯作者，时婧博士、李强副教授为合作者。

钙钛矿结构（ABO3）材料独特的介电、压电、铁电和导电特性，因此在电子信息材料领域具有广泛的应用前景。其中，属于A位复合型钙钛矿结构的钛酸铋钠基（Bi0.5Na0.5TiO3）材料由于具有良好的介电、压电和铁电性能，被看作是最有希望取代铅基电子陶瓷的材料体系。

本项研究工作通过探索对钙钛矿结构的Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷进行A/B位共掺杂改性设计，获得了具有异常高的介电常数（ε~105）的一类新材料。通过修正的德拜模型及电化学阻抗对其高介电常数和弛豫行为的产生进行了深入分析，发现不同气氛下该材料导电晶粒及晶界响应的不均一性，揭示出其介电弥散是一种本征热激活行为，源于对Bi/Na位取代促进的单斜结构极化扭曲和离域氧离子传导。因此，这种材料既有望作为一种高温储能电容器，也可应用于化学传感器以及新型固态离子电解质等领域。该工作得到国家自然科学基金、凝固技术国家重点实验室自选课题和西北工业大学博士创新基金等资助。

新型A/B位共掺杂Bi0.5Na0.5TiO3钙钛矿单斜结构的极化a-a-a-扭曲

文章链接：Scientific ReportsVolume: 5, Article number: 12699, 2015, doi:10.1038/srep12699

背景资料：

樊慧庆教授课题组一直致力于新型光电信息功能材料与器件的应用基础研究，近年来获相关授权国家发明专利20项，编著出版了《电子信息材料》、《功能介质理论基础》和《固体化学》，在Advanced Functional Materials（doi: 10.1002/adfm.201202525，制备了PBZ膜室温巨电卡效应DT高达45.3K）、Advanced Electronic Materials（doi: 10.1002/aelm.201500052，获得了BNLBTZ膜的巨电储能密度达154Jcm-3，且反复疲劳次数可达108）、Journal of Materials Chemistry A（doi: 10.1039/c5ta02257f，设计了一种氮自掺杂石墨层状C3N4+x，其可见光水解制氢能力比普通C3N4提高了1.8倍）、ACS Applied Materials & Interfaces（doi: 10.1021/acsami.5b02790，发现了PBZ取向膜室温的大储能密度为40.18Jcm-3，且其在室温到250℃变化率均小于5%，表现出良好热稳定性和实用前景）和Applied Physics Letter等学术期刊上发表SCI收录学术论文256篇，已被ISI引用2351篇次，发表在Journal of Physics Chemistry C的论文（JPCC, 114(35): 14684-14691, 2010. doi: 10.1021/jp100792c）连续入选Essential Science Indicators （ESI）高引用论文，来自ESI的数据指出：根据对应领域和出版年中的高引用阈值，到三月/四月2015为止，本论文受到引用的次数已将其归入其学术领域中最优秀的1%之列。