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河南师范大学王显威课题组带着他们今年第6篇SCI来了!

论论资讯 | 2023-04-24 1热度

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Improvement of energy storage performance in PbZr<sub>0.52</sub>Ti<sub>0.48</sub>O<sub>3</sub>/PbZrO<sub>3</sub> multilayer thin films via regulating PbZrO<sub>3</sub> thickness

Yang F.; Shi Y.J.; Lin L.; Chen J.Y.; Hou M.Z.; Yu K.X.; Zhang Y.H.; Yuan Z.; Li X.F.; Hu Y.C.; Shang J.; Yin S.Q.; Wang X.W.

Published:2023-06-01
DOI:10.1016/j.cap.2023.04.004

研究背景

在当今社会中,能源的储存和利用是一个重要的话题。然而,传统的电池储存技术已经不能满足人们对高性能电池的需求,因此,研究人员一直在寻找新的材料和技术来提高电池的能量密度和储存性能。然而,目前的研究还存在一些问题,如如何进一步提高电池的储存性能等。

研究内容

一项最新研究表明,通过调节PbZrO3薄膜的厚度,可以显著提高PbZr0.52Ti0.48O3/PbZrO3多层薄膜的能量储存性能。研究人员采用溶胶凝胶法在LaNiO3/SiO2/Si基底上依次旋涂PZ和PZT薄膜,并使用不同浓度的PZ前体溶液制备PZ薄膜。在每次旋涂后,PZ层和PZT层分别在650°C和550°C下进行快速热退火处理。研究人员综合研究了不同PZ膜厚度的膜的晶体结构、微观结构和电学性质。结果表明,不同厚度的PZ薄膜表现出钙钛矿相。在550°C的退火温度下,结晶化的PZ薄膜上的PZT薄膜显示出钙钛矿相和火山岩相的共存。0.2 M PZ前体溶液的PZT/PZ多层薄膜表现出典型的反铁电性质,具有双滞回回路,而其他多层膜则呈近似线性回路。此外,可恢复的能量储存密度随着膜厚的增加而增加,并在0.4 M PZ前体溶液的PZT/PZ多层薄膜中达到最大值32.4 J/cm3。因此,通过不同的PZ膜厚度可以调节PZT/PZ多层薄膜的铁电性能,从而有效地提高了能量储存性能。

研究意义

这项研究的创新点在于通过调节PbZrO3薄膜的厚度,有效地提高了PbZr0.52Ti0.48O3/PbZrO3多层薄膜的能量储存性能。这项研究为新型高性能电池的研究提供了新思路和新方法。此外,PZT/PZ多层薄膜的铁电性能可以通过不同的PZ膜厚度进行调节,这对于铁电材料的研究也有一定的指导意义。

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