近日，我院薄膜物理与器件课题组在反铁电电介质储能材料领域取得重要进展，相关研究成果以“Superior Energy-Storage Performance in Sandwich-Structured AgNbO3-Based Ceramics”为题，发表在国际高水平期刊《Advanced Materials》（2026,38,e16723）。赵磊副教授为论文第一作者，北京理工大学黄厚兵教授和南京航空航天大学王婧教授为共同通讯作者。
反铁电陶瓷具有典型的双电滞回线，在高电容密度电容器领域展现出巨大潜力。然而，极化强度与击穿强度之间的固有矛盾限制了反铁电陶瓷的储能性能。针对这一挑战，通过优化三明治结构，交替使用高极化 (Ag0.82Bi0.06)NbO3 层和高击穿 (Ag0.70Bi0.10)NbO3 层，同时提升了极化强度和击穿强度。在(Ag0.70Bi0.10)NbO3/(Ag0.82Bi0.06)NbO3/(Ag0.70Bi0.10)NbO3陶瓷中实现了16.8 J/cm3的可恢复储能密度和81.3%的储能效率，达到了AgNbO3基反铁电陶瓷的最高值。此外，该三明治结构陶瓷表现出良好的稳定性：在30-150°C温度范围、1-500 Hz频率范围和105次循环下，可恢复储能密度的变化小于7.0%；其放电能量密度为6.2 J/cm3，快速放电时间为120 ns。该研究为提高无铅反铁电陶瓷的储能性能提供了一种有效策略，凸显了其在脉冲功率系统中实际应用的潜力。
以上工作得到了河北省自然科学基金（E2025201006）等项目的资助。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202516723
