虽然目前人们发现BaTiO₃是一种最重要的不含铅压电材料，但是BaTiO₃的居里温度较低、自发温度较小。人们通过元素掺杂实现温和调控材料的结构和性质，这种化学压力能够在温和的条件中增强BaTiO₃的铁磁性，但是调控强度仍较低，难以满足应用需求。有鉴于此，北京科技大学邢献然等报道一种制备高性能BaTiO₃薄膜的方法，实现了目前报道的最高剩余极化强度（P_r=100 μC/cm²），最高的居里温度（T_c高于1000 ℃）。

本文要点：

（1）

作者通过立方相BaO向四方相BaTiO₃的相干晶格应变（coherent lattice strain）产生~-5.7 GPa的负化学压力，产生较强的四方性（c/a=1.12），促进Ti原子产生较大移位现象。这种负化学压力对化学键非常重要，比如强成键的Ba 5p-O 2p的杂化键、Ti e_g-O 2p，导致极化效应显著增强。

（2）

通过Ti原子的移位、Ti e_g-O 2p键、Ba 5p-O 2p键产生了强极化作用，这种较强的极化难以通过BaTiO₃材料的物理应力实现。这种促进化学压力效应能够拓展应用于其他多功能材料领域。

参考文献

Yilin Wang, Linxing Zhang, Jiaou Wang, Qiang Li, Huanhua Wang, Lin Gu, Jun Chen, Jinxia Deng, Kun Lin, Ling Huang, and Xianran Xing*, Chemical-Pressure-Modulated BaTiO₃ Thin Films with Large Spontaneous Polarization and High Curie Temperature, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c00605

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00605