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
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
李瑞康发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
sxd发布了新的文献求助10
5秒前
刻苦海豚完成签到,获得积分20
5秒前
cccc发布了新的文献求助10
5秒前
susu发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
大眼的平松完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
生动映波发布了新的文献求助10
11秒前
情怀应助伶俐如南采纳,获得10
11秒前
小王发布了新的文献求助10
11秒前
fy发布了新的文献求助80
12秒前
CodeCraft应助wml采纳,获得10
12秒前
开心的茗茗完成签到 ,获得积分10
13秒前
忐忑的黑米完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
顾矜应助许吉旋采纳,获得10
14秒前
在水一方应助afnfg采纳,获得10
15秒前
天天快乐应助sxd采纳,获得10
16秒前
17秒前
能干的邹完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
zhou完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
20秒前
小王完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
科研通AI2S应助俊逸吐司采纳,获得10
22秒前
22秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
羊羊完成签到 ,获得积分10
24秒前
wml发布了新的文献求助10
26秒前
CipherSage应助戏精采纳,获得50
26秒前
皮灵犀发布了新的文献求助10
26秒前
ddddddd完成签到,获得积分20
26秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Density Functional Theory: A Practical Introduction, 2nd Edition 840
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3749666
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3292926
关于积分的说明 10078856
捐赠科研通 3008197
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1652147
邀请新用户注册赠送积分活动 787169
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 752013