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上海大学量子与分子结构国际中心（ICQMS）、理学院物理系任伟教授团队在美国物理联合会《Applied Physics Letters》期刊上发表题为“Ferroic properties and piezoelectric response of Mg2XN3 (X = V, Cr)”的研究，研究了一组同时表现出显著铁电极化和压电响应的氮化物，并预测与V元素相邻的Cr元素组成的化合物是具有铁磁基态的多铁性材料。
氮化物是宽带隙半导体，并且在环境中原料很丰富。所以对氮化物的研究兴趣越来越大，通过第一原理的计算，本文发现Mg2XN3 (X¼V, Cr)化合物显示出明显的铁电极化和压电响应。定量理论分析进一步表明不对称轨道杂化是铁电性的起源。由于Cr比V多一个3d电子，因此发现Mg2CrN3是具有铁磁基态的多铁性。研究进一步表明，外延应变可以调节压电性，因此，在适当的拉伸外延应变下，Mg2CrN3和Mg2VN3都表现出比报道过的氮化物压电材料更大的压电响应。本文研究氮化物材料在自旋电子学、传感器和存储器件中的潜在应用方面提供了指导。
文献链接：
https://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/5.0044496
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中国科学院上海硅酸盐研究所董显林研究员和王根水研究员团队提出一种提高AgNbO3反铁电材料储能特性的新思路，实现了储能密度和储能效率的同步提升。相关研究成果近期以“Giant energy density and high efficiency achieved in silver niobate-based lead-free antiferroelectric ceramic capacitors via domain engineering”为题发表于能源类期刊Energy Storage Materials。
由于电介质材料的高功率密度和快速充放电速度，已经引起了越来越多的关注。尽管铅基陶瓷已经取得了令人满意的储能性能，但由于铅基化合物引起的环境问题日益严重，寻找合适的无铅替代物是非常必要的。在此，本文证明了在镧（La）修饰的AgNbO3陶瓷在476 kV cm-1下表现出7.01 J cm-3的巨大可恢复能量密度和高能量效率，以及在320 kV cm-1下显著的频率稳定性（在1-100 Hz下可恢复能量密度的最大变化<±3%）和热稳定性（在25-120 °C下最大变化<±10%）。研究表明，其物理机制为较高浓度La组分的引入破坏了反铁电长程序，从而使一部分微米级反铁电畴转变为纳米级反铁电畴。Ag0.76La0.08NbO3陶瓷被证明同时具有微米级和纳米级的反铁电畴，从而具有相对高的极化强度和相对低的回滞效应。此外，La含量的引入极大地抑制了AgNbO3的铁电性，并将介电击穿强度提高到494 kV cm-1，而纯AgNbO3陶瓷则为178 kV cm-1。这些结果不仅揭示了La改性AgNbO3陶瓷在储能应用方面的巨大潜力，而且为开发新的无铅储能电介质材料开辟了一种可行的领域工程方法。
文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2405829720303743?via%3Dihub