DOI 10.1038/s41467-026-71370-7
Enhanced energy storage in high-entropy superparaelectrics via local ferroelectric polarization.
Аннотация
Dielectric ceramic capacitors with ultrahigh power density have become essential in modern power electronics. Guided by phase-field simulations and experiments, we propose a "local ferroelectric-global superparaelectric" strategy. This approach enhances Pm by introducing local ferroelectric polarization within a superparaelectric matrix, enabling superior energy storage performance. Introducing strong ferroelectric PbTiO₃ into a (Bi0.2Na0.2K0.2La0.2Sr0.2)Ti0.9Zr0.1O3 high-entropy superparaelectric achieves an ultrahigh energy storage density of ~21 J/cm³ with an efficiency of ~87% at 110 kV/mm. Multiscale structural characterization and theoretical calculations reveal the atomic-scale mechanism for this performance enhancement. At ≤ 30% PbTiO3, the Pb2+ lone pair effect is locally confined, boosting local ferroelectric distortion while maintaining a superparaelectric average structure for superior energy storage. At 40-50%, this effect extends throughout the matrix, inducing submicro-scale domains and macroscopic piezoelectricity. This work presents a design and material system for high-performance energy storage ceramics, laying the theoretical foundation for advanced high-entropy ferroelectric applications.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.