这才是清华大学！近期科研进展：揭示早期星际间重元素起源之谜(2)

图1.弛豫铁电中超顺电态设计及其介电、极化、储能性质的相场模拟
团队设计制备了一系列Sm掺杂BiFeO3-BaTiO3（Sm-BFBT）的弛豫铁电薄膜(厚度约0.6μm)，通过Sm离子引入的局域化学、结构和电学异质性，降低相变温度，获得满足实际应用需求的室温超顺电态（图2）。宽温区二阶非线性光学（SHG）探测和高分辨扫描透射电子显微镜（STEM）等手段，证明了室温超顺电薄膜中仍保持若干个晶胞大小的极性电畴结构和畴间耦合（图3）。由此，在成分优化的室温超顺电薄膜中获得损耗的显著抑制，并保持了较高的极化，从而实现了152 J/cm3的高储能密度和优异的储能效率（>90% @3.5 MV/cm; >77% @5.2 MV/cm）。同时，薄膜表现出优异的充放电循环可靠性（一亿次循环后性能衰减小于5%），在-100－150oC温度范围内亦保持性能稳定。

图2. Sm-BFBT超顺电薄膜的介电、极化和储能性能