介质陶瓷以其优异的温度稳定性和较长的使用寿命,被广泛应用于脉冲功率系统的储能电容器中。随着脉冲功率技术的飞速发展,对介质陶瓷电容器提出了“高温化、高可靠性、高密度”的要求。在该要求下,具有高禁带宽度、低损耗、低容温变化率的钛酸锶钙线性介质体系逐渐引起了研究者的广泛关注,被认为是非常有前景的高温高储能体系。
氧空位是介质陶瓷中最常见的离子缺陷,与材料的诸多电学性能密切相关。对氧空位的调控,包括迁移率和浓度两方面,可以显著提高介质陶瓷从室温到高温下的储能密度和效率。
本课题组通过Mn离子掺杂结合气氛退火处理,显著改善了钛酸锶钙陶瓷高温储能性能,并且证实了缺陷偶极形成效应是该体系储能性能得以改善的物理机制。该工作主要由博士研究生张琳完成,并撰写题目为 《Defect Structure-Electrical property relationship in Calcium Stronium Titanate Dielectric Ceramics》的文章被Journal of the American Ceramic Society杂志接受发表。