由顺电-亚顺电相变实现的巨能量密度氮化物电介质
材料科学
2025-03-18 v1 计算物理
摘要
静电电介质电容器因其超快充放电能力和高功率密度，是推进电子和电力器件的基础。然而，低能量密度限制了下一代器件在微型化和集成化方面的潜力。我们提出了一种依赖于场驱动相变的策略，我们将其称为顺电-亚顺电相变，该策略在III族氮化物中产生了超高能量密度。具有特定阳离子浓度的III族氮化物化合物 (Al, Sc, B)N 具有非极性六方基态相，在非常大的电场下可转变为极性纤锌矿相，这被称为亚顺电相，其 P-E 回线几乎为零。这种顺电-亚顺电相变导致在强电场下发生极化饱和。相应的 P-E 回线显示出 308 J/cm 的巨能量密度，效率接近 100%。所提出的氮化物顺电-亚顺电相变策略为设计下一代高性能电介质开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2503.13027,
title = {Giant energy density nitride dielectrics enabled by a paraelectric-metaparaelectric phase transition},
author = {Zhijie Liu and Xingyue Ma and Lan Chen and Xiaohong Yan and Jun-Ming Liu and Chun-Gang Duan and Jorge Íñiguez-González and Di Wu and Yurong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.13027},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 5 figures