近日，必威betway西汉姆联刘宏波副教授指导硕士研究生刘明昊在材料学科国际顶级学术期刊《Acta Materialia》上发表了题为“Superior energy-storage performance in BaTiO3-AgNbO3 binary relaxor via the competitions of multiple polar orders”的研究论文。刘宏波副教授、中国科学院上海硅酸盐研究所刘振副研究员、王根水研究员为通讯作者。论文的重要合作者还包括华东师范大学胡志高教授。
电介质电容器具有快的充放电速率和高的可靠稳定性，在现代电子电路系统中发挥着重要的作用，是高功率脉冲技术中不可替代的基础元器件。但是，随着器件小型化、集成化的发展，介电电容器相对较低的能量密度已成为目前需要解决的主要问题，使得所使用的介电材料成为当今材料科学研究的热点之一。
为实现高能量密度，基于多重极化序竞争共存耦合实现弛豫特性的思路，团队设计并制备了BaTiO3-AgNbO3体系。BaTiO3的铁电序和AgNbO3多重极化序共存的反铁电序相互竞争，显著提升了材料的能量密度和效率。由组分优化的材料制备的电容器在665 kV/cm下的可释放能量密度为6.04 J/cm3，效率为86.8%，器件具有优异的温度稳定性(-40℃-120℃ )、循环疲劳稳定性(高达106次)和频率稳定性（10 Hz - 250 Hz）。这一成果为高能量密度介电材料的设计提供了一种新思路。
本研究得到了上海市III类高峰学科-材料科学与工程、国家自然科学基金、上海市自然科学基金、中国科学院重点研究计划、浦江人才计划、中国科协青年人才托举工程、CPSF博士后研究基金计划的资助和支持。
