弛豫铁电体以优异的压电性能而著称，在先进的机电设备中有着广泛的应用，然而，要想解释增强性能的起源，长期以来一直因异质的局部结构而越发复杂。近日，来自北京科技大学的Jun Chen等人通过同时拟合中子、基于X射线的总散射和X射线吸收光谱，采用先进的大盒细化方法，提取局部原子极性位移，并在经典弛豫铁电体Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃–PbTiO₃中构建3D极性构型。

文章要点：

1) 研究结果表明，伴随着局部极性位移的连续旋转的主导有序无序特征控制着成分驱动的整体结构演化，全向局部极性无序现象则表现为宏观弛豫特性的指示；

2) 此外，结合相场模拟，研究证实具有平衡的局部极性长度和方向随机性的不同状态之间的竞争性局部极性有序无序导致了在宽极性长度上的平坦自由能分布，从而产生高的压电性，这一工作阐明了高压电所需的关键结构特征是局部极性而非弛豫的竞争状态。

参考资料：

Liu, H., Shi, X., Yao, Y. et al. Emergence of high piezoelectricity from competing local polar order-disorder in relaxor ferroelectrics. Nat Commun 14, 1007 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-36749-w

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36749-w