现代电子设备和电力系统非常需要介电电容器来存储和回收电能。然而，同时实现高能量密度和效率仍然是一个挑战。
在这里，北京科技大学Shiqing Deng，He Qi，Jun Chen报道了在理论和相场模拟的指导下，能够在钛酸锶（SrTiO3）（一种线性电介质）中实现90−94%的超高效率和85−90 J cm−3的高能量密度的优异综合性能。
文章要点
1）通过引入 Ti/O 缺陷来操纵局部对称性，从而获得简单的化学成分。
2）原子尺度表征证实，这些 Ti/O 缺陷会导致局部对称性破缺和局部晶格应变，从而导致形成尺寸从 2 到 8 nm 不等的孤立超细极性纳米团簇。这些纳米团簇造成相当大的介电极化和可忽略的极化滞后。
本研究开辟了设计高性能介电电容器的新领域，利用一大系列现成的线性电介质和非常简单的化学物质。
参考文献
Tianyu Li, et al, Ultrahigh-Efficiency Superior Energy Storage in Lead-Free Films with a Simple Composition, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c08903
https://doi.org/10.1021/jacs.3c08903
