“超级压电陶瓷”诞生：从600到6850pC/N！
压电材料是智能时代关键功能材料之一，作为力电信号转换的核心载体，广泛应用于各类精密智能设备的底层架构：它是灵敏的“神经”：手机指纹识别的瞬间、医院B超探头捕捉的体内回响，都靠它把机械/声学信号转换为电信号；它也是精密的“肌肉”：高端相机镜头自动对焦、光刻机实现纳米级移动，都由它精准驱动。
衡量这项“敏感”与“力量”的关键指标，称为压电系数（d₃₃）。这一数值越高，材料的力电耦合转换性能越优异。然而，过去70余年，这项指标的发展几乎陷入停滞：主流陶瓷：自20世纪50年代锆钛酸铅（PZT）多晶陶瓷问世以来，其性能始终定格在200–600pC/N区间，数十年未有根本性突破；高端单晶：20世纪80年代弛豫压电单晶出现，性能可达2000pC/N量级，但造价堪比黄金，且稳定性差并极其脆弱，难以大规模应用。
如今，僵局被彻底打破——
任晓兵团队研制的基于廉价多晶锆钛酸铅、但采用独特“主动工作模式”的压电陶瓷，其d₃₃最高达到 6850pC/N。这一数值不仅是传统压电陶瓷的10–30倍，也显著超越了所有已知的顶级单晶材料。这标志着一类兼具超高性能与工程实用潜力的“超级压电陶瓷”正式诞生。
3 B$ X O) ^8 q
本项研究由任晓兵教授率领的甬江实验室-西安交大-日本国立物质材料研究所（NIMS）联合团队完成。甬江实验室郝彦双研究员，日本NIMS的Dipak Kumar Khatua博士，西安交大前沿院王栋教授、电气学院高景晖教授为共同第一作者；任晓兵教授、甬江实验室任帅研究员与西安交通大学前沿院杨阳副教授为共同通讯作者。该项研究受到国家自然科学基金等多个项目支持。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec5660
发表于 
楼主
