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馳豫鐵電體是具有鐵電特性和高電致伸縮（即響應(yīng)于電場而收縮或變形的能力）的材料。這些材料可用于制造高效的能量存儲(chǔ)設(shè)備，例如電容器。

電容器是由兩個(gè)具有給定距離的電導(dǎo)體組成的關(guān)鍵電子元件。這些組件可以暫時(shí)存儲(chǔ)電荷，減少各個(gè)集成電路（IC）傳輸?shù)脑肼?，從而提高電子產(chǎn)品的整體性能。

清華大學(xué)和中國其他機(jī)構(gòu)的研究人員近推出了一種新策略，為儲(chǔ)能器件設(shè)計(jì)有效的弛豫鐵電體。他們在《自然能源》雜志上發(fā)表的論文建議使用所謂的構(gòu)型熵來評估弛豫劑成分的局部不均勻性。

“弛豫鐵電體是高性能儲(chǔ)能介電電容器的主要候選者，”楊冰冰、張慶華及其研究人員在論文中寫道。“調(diào)節(jié)弛豫特性的常用方法是調(diào)節(jié)局部成分不均勻性，但缺乏對弛豫器成分波動(dòng)的定量評估方法。在這里，我們提出構(gòu)型熵作為局部成分不均勻性定量評估的指標(biāo)。 ”

近的一些研究嘗試使用具有單一高熵成分的弛豫劑來改善電容器的能量存儲(chǔ)。作為研究的一部分，楊、張和他們的同事著手更深入地探索弛豫鐵電體的特征與熵之間的聯(lián)系。他們發(fā)現(xiàn)，隨著弛豫子熵的增加，局部不均勻性增加，進(jìn)而影響材料的特性。

楊、張和他們的同事在論文中寫道：“我們的結(jié)果表明，通過掃描透射電子顯微鏡，局部不均勻性隨著熵的增加而增加，弛豫特征也相應(yīng)地受到調(diào)節(jié)。” “通過精心設(shè)計(jì)的熵，我們在Bi 4 Ti 3 O 12基中熵薄膜中實(shí)現(xiàn)了的整體儲(chǔ)能性能，具有178.1 J cm -3的高能量密度，效率超過80%，并且具有很高的能量存儲(chǔ)效率。”

楊、張和他們的同事收集的結(jié)果表明，弛豫鐵電材料的特性取決于熵，特別是構(gòu)型熵。使用材料的成分作為預(yù)測指數(shù)可以輕松計(jì)算出該熵。

因此，這項(xiàng)近的研究揭示了開發(fā)弛豫劑的新途徑，可以提高電容器和其他儲(chǔ)能設(shè)備的性能。該團(tuán)隊(duì)的初步評估非常有希望，因?yàn)樗麄兪褂米约旱姆椒▉碓O(shè)計(jì)弛豫薄膜，然后可以使用該薄膜來制造高性能電容器。

“使用中熵薄膜作為介電層，我們展示了一種多層薄膜電容器原型，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的多層陶瓷電容器，”楊、張和他們的同事寫道。

將來，該研究小組的工作可以為具有有利特性的新型鐵電弛豫器的設(shè)計(jì)提供信息。這些材料反過來可用于制造更好的電容器，有助于下一代電子設(shè)備的開發(fā)。

原標(biāo)題：一種增強(qiáng)儲(chǔ)能裝置弛豫器的方法