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通过电场极化调制掺铒（Ba0.85Ca0.15）(Zr0.1Ti0.9)O3压电陶瓷的上转换光致发光
摘要： 发光压电材料为通过电场控制光学过程提供了一种策略，这将有益于未来的光电器件。本文制备了Er3?掺杂的(Ba?.??Ca?.??)(Zr?.?Ti?.?)O?（BCZT:Er3?）压电陶瓷以验证该概念。除具有优异的本征压电性和铁电性外，BCZT:Er3?陶瓷在980 nm激发下同时展现出强烈的绿色上转换发射。在外加极化电场作用下，观察到显著的光致发光（PL）猝灭现象以及斯塔克线相对强度的明显变化。此外，随电场变化的压电常数d??与光致发光猝灭比呈现相似的变化趋势，并在E>3.5 kV/mm时最终饱和，这为监测压电常数d??提供了一种非接触式策略。BCZT:Er3?陶瓷中电场触发的PL猝灭归因于场致结构转变（大量四方相转变为菱方相）导致的不对称性降低。本研究有助于拓展发光压电材料的范畴，并为未来具有交叉耦合物理特性的光电器件和光学器件带来前景。
关键词： 压电性、电场极化、光致发光、铁电极化
更新于2025-11-14 15:28:36
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通过电场调控自发极化增强BiFeO3的可见光驱动光催化活性
摘要： 通过简便的电场极化方法，在可溶性有机-无机复合薄膜的辅助下，成功制备了高度极化的BiFeO3纳米颗粒。XRD、TEM和SEM研究表明，电场极化过程后晶体结构和形貌均未发生显著变化。与未极化BiFeO3相比，极化处理使纳米颗粒在可见光驱动下的光催化效率提升了两倍。结合时间分辨光致发光(PL)、光诱导银沉积测试和光电化学测量分析表明：铁电极化促进了光生载流子的分离并延长其寿命，这合理解释了极化样品光催化性能增强的机理。这些发现为通过调控铁电极化来提升BiFeO3的光催化或光电性能提供了新途径，有望推动其高端应用发展。
关键词： BiFeO3纳米颗粒，有机-无机复合薄膜，铁电极化，电场极化技术，光催化活性
更新于2025-11-14 15:24:45
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铁电增强型BiFeO3/TiO2复合光阳极的光电化学水分解
摘要： 采用简便的溶胶-凝胶法在TiO?光阳极上制备单相BiFeO?（BFO）薄膜以提高光电化学（PEC）水分解效率。通过调控厚度获得的BFO薄膜在偏压下产生显著铁电极化，有效调节了BFO/TiO?的能带弯曲。所制备的BFO-5/TiO?光电流密度可达11.25 mA/cm2，较裸TiO?提升20倍以上。在AM 1.5G光照下，正向极化的BFO-5/TiO?光阳极在1.5 V（vs.SCE）电位下获得28.75 mA/cm2的光电流密度。该研究表明，兼具铁电性与半导体特性的BFO/TiO?复合结构可通过协同增强光吸收及电荷分离传输性能，成为提升PEC性能的有效方案。
关键词： BiFeO3，铁电极化，光阳极，水分解
更新于2025-09-23 15:23:52
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与Co1.75Fe1.25O4铁氧体相比，铁磁共振Co1.75Fe1.25O4铁氧体与铁电BaTiO3钙钛矿复合材料的介电和铁电性能改性
摘要： 将具有立方尖晶石结构（空间群Fd3m）的亚铁磁性Co1.75Fe1.25O4铁氧体与具有四方结构（空间群P4mm）的铁电性BaTiO3钙钛矿按50:50质量比混合制成复合材料。最终将盘状复合粉末加热至1000°C以研究其结构、介电及铁电性能。相较于复合前的铁氧体材料，复合样品的电导率、介电响应和铁电性能均发生显著改变。该复合体系较铁氧体样品展现出介电常数提升、介电损耗因子降低及电导率减小的特性。通过采用Jonscher幂律分析交流电导数据、基于等效电路模型的Cole-Cole图复阻抗谱以及Kohlrausch-Williams-Watts(KWW)模型复电模谱，阐明了介电性能改变的机制。复合材料中的电导率在测量温度400K（接近BaTiO3铁电相变点）以下由小极化子跳跃(SPH)主导，更高温度下则出现大极化子跳跃导电的重叠；而铁氧体样品在整个测量温区内均由SPH主导。复合样品中主要影响低频段和高测量温度区的空间电荷极化效应显著减弱。根据相位差的温度依赖性、明确的铁电极化回线及相关电学参数，证实了复合样品的高电容响应及其向高测量温度区的延伸特性。
关键词： 复合电介质，极化子跳跃，铁电极化，富钴尖晶石氧化物
更新于2025-09-23 15:23:52
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带有铁电性的旋转涡旋
摘要： 铁电极化使得在氧化物界面处磁斯格明子的产生与调控成为可能。用电场控制磁性是一项新兴的科学挑战，具有重大的技术意义。以电力操控磁化所需的较低功率为具有前所未有的性能的功能器件开辟了令人兴奋的前景。铁电材料特别适用，因为它们具有可通过施加电场进行切换的自发电极化。已经证明，与薄膜铁磁体接界的铁电体可以改变铁磁体在界面附近的电子结构，从而通过铁电极化控制界面磁化和磁序等特性。现在，Lingfei Wang及其同事在《自然·材料》上撰文，为铁电控制的纳米级磁性带来了新视角。他们展示了一种利用氧化物界面固有铁电极化来创建和操控磁纳米级涡旋（即斯格明子）的策略。
关键词： 氧化物界面、铁电极化、斯格明子、纳米尺度磁性、戴利阿申-莫里亚相互作用
更新于2025-09-23 15:21:01
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四方相(Bi<sub>1/2</sub>Na<sub>1/2</sub>)TiO<sub>3</sub>-12BaTiO<sub>3</sub>的晶体结构与铁电极化
摘要： 我们通过高分辨率中子粉末衍射Rietveld分析和密度泛函理论计算，研究了(Bi1/2Na1/2)TiO3–12%BaTiO3的晶体结构和铁电极化。结果表明，该样品具有四方P4mm对称性的铁电畸变，其四方度c/a高达1.022。A位和B位原子沿极性c轴呈现协同偏心位移，从而产生54 μC/cm2的大自发极化强度。
关键词： 晶体结构、中子粉末衍射、四方相(Bi1/2Na1/2)TiO3-12BaTiO3、密度泛函理论、铁电极化
更新于2025-09-23 15:21:01
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等离子体金纳米棒介导的p-BFCrO/n-rGO异质结实现高效铁电光伏器件
摘要： 在本研究中，我们引入了一种化学合成的无铅铁电薄膜——2%铬掺杂BiFeO3（BFCrO），用于潜在的光伏应用。首批光伏器件采用BFCrO作为活性材料、Pt作为顶电极，在ITO/玻璃电极上制备而成。通过系统比较获得的铁电性能与电学性能，发现BFCrO器件相比传统BFO具有应用潜力。为进一步提升光伏性能，我们在ITO与BFCrO之间异质引入高导电性n型还原氧化石墨烯（rGO）作为电子传输层（ETL）。令人惊讶的是，与独立BFCrO器件相比，该结构的短路电流密度（JSC）显著提升1000倍，同时开路电压（VOC）和填充因子（FF）也得到改善。此外，我们尝试在rGO与BFCrO之间嵌入等离子体金纳米棒（NRs），通过局域表面等离子体效应增强异质结的吸光能力，最终获得比传统BFO更优异的光伏性能。基于金纳米棒的BFCrO/rGO光伏器件相比BFCrO/rGO器件表现出更高的VOC（0.63V vs 0.56V）和JSC（2.56mA/cm2 vs 1.54mA/cm2）。我们重点研究了BFCrO的铁电特性，并观测了正负极化对有无金纳米棒器件的J-V测试影响。通过绘制能带图阐释了极化场对电荷传输的调控机制及光响应增强现象，该图示也为理解器件工作原理提供了全面依据。
关键词： 铁电极化、异质界面、光伏效应、电子传输层、等离子体共振
更新于2025-09-19 17:13:59
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光伏材料CsMI?（M = Pb, Sn）中的应变诱导结构相变、电极化及异常电学特性
摘要： 基于密度泛函理论，研究了沿(001)方向外延生长的光伏薄膜CsMI3（M = Pb, Sn）的结构相变、铁电极化及电学性质。计算结果表明，两种外延薄膜CsPbI3和CsSnI3的相图几乎完全相同，仅临界转变应变略有差异。外延拉伸应变会诱导出Pmc21和Pmn21两种铁电相，而压缩应变则驱动形成P212121和P21212两种顺电相。更大的压缩应变会增强这两种薄膜的铁电不稳定性，最终使其转变为另一种铁电态Pc。无论是CsPbI3还是CsSnI3，Pmn21相的总极化主要来自B位阳离子（Pb或Sn）的贡献，而Pmc21相的主要贡献者则是I离子。此外，还进一步讨论了外延应变对CsMI3（M = Pb, Sn）的反铁畸变矢量、极化和带隙的影响，并揭示和解释了外延应变下异常的电子性质。
关键词： 结构相变、电学性质、光伏薄膜、铁电极化、外延应变、密度泛函理论、CsMI3
更新于2025-09-19 17:13:59
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压电调制在电催化与光催化中的应用
摘要： 电化学催化剂的设计与优化主要依赖于对界面电荷转移的理解与促进。近年来，压电电子学已成为调控界面能带的新兴方法。利用压电或铁电极化实现的独特能带工程能力，可能带来超越化学或结构优化的电催化性能提升。本文阐述了固液界面表面极化及其相应能带调制的基本原理，从光催化、光电化学及电化学过程（特别是能源相关应用）等多角度探讨了压电电子调制的最新进展。文章介绍了压催化概念——即机械能直接向化学能的转化，并以机械驱动水分解为例进行说明。尽管仍处于早期阶段，压电电子学有望成为革新电化学催化的强大工具。
关键词： 电催化、压电电子学、压电极化、压电催化、铁电极化
更新于2025-09-04 15:30:14