电介质电容器是目前快速发展的储能器件，这种电介质电容器需要高能量存储密度和高电化学性能。传统增强能量存储的方法能够通过化学修饰方法进行极性纳米畴处理实现。

有鉴于此，清华大学林元华等报道通过近期在铁电/顺电多层薄膜材料器件中通过极性拓扑结构调控进行畴结构调控的新方法，发展了调控应力和层厚度实现能量存储能力调控的方法。

本文要点：

（1）

通过相场模拟（phase-field simulation），验证了调控应力和层厚度，能够在BiFeO₃/SrTiO₃ (BFO/STO)多层薄膜器件中稳定旋涡、螺旋和面内极性结构。

（2）

通过各种动态调控方法，在多层薄膜器件中分别实现了弛豫铁电、反铁电和顺电。因此在STO/BFO/STO三层结构器件中实现了超高的170 J cm^-3能量密度和95 %的效率。

本文发展的策略有望通过调节极性拓扑结构和极性特点实现增强能量存储。

参考文献

Yiqian Liu, Junfu Liu, Hao Pan, Xiaoxing Cheng, Zijian Hong, Ben Xu, Long-Qing Chen, Ce-Wen Nan, Yuan-Hua Lin*, Phase-field simulations of tunable polar topologies in lead-free ferroelectric/paraelectric multilayers with ultrahigh energy storage performance, Adv. Mater. 2022, 2108772

DOI: 10.1002/adma.202108772

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202108772