超高功率密度介质电容器是电力电子系统中最基本的储能元件。然而，一个长期存在的挑战是提高它们的能源密度。近日，清华大学Yuan-Hua Lin、Ce-Wen Nan报道了用多态纳米结构设计的超高能量密度介质。在相场模拟的指导下，研究人员构想并合成了无铅BiFeO₃-BaTiO₃-SrTiO₃固溶膜，实现了嵌入立方矩阵的菱面体和四方纳米结构域的共存。在保持高极化的同时获得最小化的滞后，并且实现了每立方厘米112焦耳的高能量密度，具有~80％的高能量效率。 这种方法应该可用于设计高性能电介质和其他受益于纳米级域结构操作的功能材料。

Pan, H. Lin, Y.-H. Nan, C.-W. 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/tab-pdf