Highly Tunable Multifunctional BaTiO3-Based Ferroelectrics via Site Selective Doping Strategy

材料科学 电致伸缩 铁电性 掺杂剂 兴奋剂 居里温度 电介质 相变 极化(电化学) 电场 光电子学 纳米技术 凝聚态物理 压电 复合材料 物理化学 铁磁性 化学 物理 量子力学
作者
Yanli Huang,Chunlin Zhao,Shizhao Zhong,Jiagang Wu
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:209: 116792-116792 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2021.116792
摘要

Electric-field-driven polarization in ferroelectrics delivers extraordinary electro-caloric, electro-optic, and electromechanical properties, etc. However, the controllable multifunctional ferroelectric switching between different electro-related performances still faces great challenges and deserves study. Herein, multifunctional BaTiO3 (BT)-based ferroelectrics are conceived tuning electrocaloric and electrostrictive properties by controlling doping site of dopants, namely site selective doping strategy. The well-concerned Ce is selected for its multivalent trait (Ce3+/Ce4+) and effective adjustment of Curie temperature (TC) in BT. Guided by the distinguished dielectric characteristics via doping Ce3+ in Ba site or Ce4+ in Ti site, BT-based ferroelectrics can direct at different applications. For Ba-site doping, in conjunction with ion-size mismatch effect and defect engineering, manipulating TC to room temperature (RT) and driving second-order-like phase transition are obtained simultaneously. Then, large electrocaloric temperature change (∆Tmax=1.3 K) over a broad temperature span (∆T>1 K, 37~70 ℃) is achieved, which is crucial in developing zero-global-warming-potential refrigeration near RT. For Ti-site doping, unique diffuse phase transition is observed without sacrificing TC, leading to multiphase structures and the formation of nanosize domains, hence facilitating polarization rotation. Therefore, an enhanced electrostrictive strain (S>0.17%) with ultra-low hysteresis (Hhyst<5%) among a wide temperature range is obtained, which challenges toxic lead-contained counterparts in actuators.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
1秒前
123发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
wk完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
4秒前
ainan发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
好运6连发布了新的文献求助10
5秒前
拔丝兔子发布了新的文献求助10
5秒前
TJ完成签到,获得积分10
5秒前
Akim应助粗心的千凡采纳,获得10
5秒前
5秒前
花生土豆完成签到,获得积分10
5秒前
一颗柠檬发布了新的文献求助10
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
共享精神应助刘隅采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
麻麻发布了新的文献求助10
7秒前
wanci应助Andy采纳,获得10
8秒前
美满的山菡关注了科研通微信公众号
8秒前
善学以致用应助安殿夏采纳,获得10
8秒前
CodeCraft应助氨基丙采纳,获得10
9秒前
任性的树叶完成签到 ,获得积分10
9秒前
灵巧的新烟完成签到 ,获得积分10
9秒前
阳光的伊发布了新的文献求助10
9秒前
TJ发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
coryyyy完成签到,获得积分20
10秒前
徐橙橙发布了新的文献求助10
10秒前
牛牛完成签到,获得积分10
10秒前
Mayday完成签到,获得积分10
10秒前
小杜发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Research Handbook on Corporate Governance in China 800
2025-2031年中国中低通量测序仪行业市场深度研究及投资策略研究报告 500
translating meaning 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4904938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4183061
关于积分的说明 12988261
捐赠科研通 3949052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2165793
邀请新用户注册赠送积分活动 1184289
关于科研通互助平台的介绍 1090609