超高功率密度介质电容器是电力电子系统中的基本储能元件。然而，其发展过程中面临的一个长期挑战就是提高它们的能量密度。在本文中，清华大学的林元华教授与南策文院士团队用多晶纳米域设计策略设计了具有超高能量密度的无铅介电薄膜。他们在相场模拟的指导下，构思并合成了无铅的BiFeO₃-BaTiO₃-SrTiO₃固溶膜，以实现嵌入立方矩阵中的菱形和四方纳米域的共存。该薄膜在保持高极化的同时获得了最小的磁滞回线，并获得了112J/cm³的高能量密度，高能量效率约为80%。这种方法对于设计高性能介电材料和其他受益于纳米结构操作的功能材料提供了借鉴意义。

Hao Pan, Yuanhua Lin, Cewen Nan et al, Ultrahigh–energy density lead-free dielectric films via polymorphic nanodomain design, Science,2019

DOI:10.1126/science.aaw8109

https://science.sciencemag.org/content/365/6453/578?rss=1