局部结构相变和缺陷随机场对再入型弛豫铁电体形成的影响研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51802249
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0206.功能陶瓷
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Reentrant relaxor is a kind of materials which can transform from a relatively more ordered state(ferroelectric state) to a less ordered state(relaxor state) with temperature decreasing. This phase transition violates the traditional law that materials always transform from a less ordered state to a more ordered one with cooling and it is thus a peculiar transformation.Also reentrant relaxor always accompanies with high energy storage density with high energy efficiency. Therefore, unveiling the mechanism of the formation of reentrant relaxor has both scientific and technological significance. However, due to the lack of quantitative or semi-quantitative theoretical analysis the mechanism of the formation of reentrant relaxor is still unclear. Recently our preliminary experiments found that at the morphotropic phase boundary of BaZr0.35Ti0.65O3-xPbTiO3 system, reentrant relaxor transition occurs(Xiaoqin Ke,Xiaobing Ren, et. al., to be published). This finding tells that reentrant relxor is greatly associated with local structural transformation as well as different effects of local fields caused by defects on different phases. We plan to use phase field modeling combined with experiments to study the influence of two important factors- local structural transformation and defect random fields, on the formation of reentrant relaxor as well as its energy storage properties. This study can unveil the mechanism of the formation of reentrant relaxor and guide the designing of new ferroelectric materials with high energy storage density and high efficiency.
再入型弛豫铁电体是一种随着降温发生从相对有序相(正常铁电体)到相对无序相(弛豫铁电体)转变的材料,该相变与材料随着降温通常从无序到有序的转变规律相悖,因此是一种比较特殊的相变,并且该相变通常还伴随着高效率的高储能密度等优异性能,因此揭示其形成机理具有较重大的理论意义和应用前景。但是由于缺少定量或半定量的理论分析目前对其形成机理还不是很清楚。最近我们的前期研究发现,BaZr0.35Ti0.65O3-xPbTiO3体系的准同型相界附近出现了再入型弛豫铁电体(柯小琴,任晓兵等,待发表),预示了再入型弛豫铁电体的形成与局部结构相变以及缺陷随机场对不同相的不同作用密切相关。本课题拟通过相场模拟并结合实验手段,研究局部结构相变和缺陷随机场两大因素对再入型弛豫铁电体形成及储能性能的影响。该研究能够揭示再入型弛豫铁电体的形成机理并能指导设计新型高效率的高储能密度铁电材料。

结项摘要

再进入弛豫铁电体及普通弛豫铁电体等特殊的铁电体材料由于具有大电致伸缩应变、高储能密度、大压电系数等优异性能而在近些年来备受关注。理解再进入弛豫铁电体及普通弛豫铁电体的形成机理对于根据实际需求设计这些特殊铁电材料具有重要的意义,然而缺陷掺杂是如何导致普通弛豫铁电体及再进入弛豫铁电体的形成还不是很清楚。本项目从缺陷掺杂可能引起的三种局部效应(局部场效应、局部相变温度效应、局部相变类型效应)出发,具体研究了缺陷的三种局部效应对于再进入弛豫铁电体及普通弛豫铁电体形成的影响。研究发现,缺陷的局部场效应及局部相变温度效应分别是普通弛豫铁电体特征温度TB及T*形成的物理原因,而两种效应的共同作用使得普通弛豫铁电体同时具有三个特征温度(TB、T*、Tf)。在此基础上,我们进一步发现要想形成再进入弛豫铁电体,缺陷掺杂还需引入额外的局部相变类型效应,即掺杂一定浓度的缺陷后需要能改变铁电相变的类型在体系相图中形成准同型相界。该局部相变类型效应可以使得材料在发生正常铁电相变后在局部形成新的纳米铁电相从而出现再进入弛豫铁电体现象。在以上理论研究的基础上,我们设计了一个新型弛豫铁电体系,该体系将弛豫铁电体与准同型相界耦合在一起从而得到准同型相界弛豫铁电体,该准同型相界弛豫铁电体同时具备弛豫铁电体的低滞后特性及准同型相界的大应变特性,在高精度控制器等设备上具有潜在的应用价值。我们的工作揭示了再进入弛豫铁电体及普通弛豫铁电体形成的物理机制,对于设计高性能弛豫铁电体材料具有指导意义。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Critical triple point as the origin of giant piezoelectricity in PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3 system
PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3 体系中临界三相点作为巨压电性的起源
  • DOI:
    10.1063/5.0021765
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Shailendra Rajput;Xiaoqin Ke;Xinghao Hu;Minxia Fang;Dingyue Hu;Fan Ye;Yanshuang Hao;Xiaobing Ren
  • 通讯作者:
    Xiaobing Ren
Giant exchange bias induced via tuning interfacial spins in polycrystalline Fe3O4/CoO bilayers
通过调节多晶 Fe3O4/CoO 双层中的界面自旋引起的巨大交换偏压
  • DOI:
    10.1039/d0cp05902a
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Tian Fanghua;Li Yebei;Zhao Qizhong;Cao Kaiyan;Wang Dingchen;Dai Zhiyong;Yu Zhonghai;Ke Xiaoqin;Zhang Yin;Zhou Chao;Zuo Wenliang;Yang Sen;Song Xiaoping
  • 通讯作者:
    Song Xiaoping
Unusual positive exchange bias after Zero-Field cooling at room temperature in the Co-CoO film composed of amorphous Co + CoO and crystallized Co/CoO
由非晶 Co CoO 和结晶 Co/CoO 组成的 Co-CoO 薄膜在室温零场冷却后出现异常的正交换偏压
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materialis Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fanghua Tian;Jiale Guo;Qizhong Zhao;Kaili Li;Kaiyan Cao;Zhiyong Dai;Kaige Chang;Xiaoqin Ke;Minxia Fang;Yin Zhang;Chao Zhou;Sen Yang
  • 通讯作者:
    Sen Yang
Polarization Spinodal at Ferroelectric Morphotropic Phase Boundary
铁电同性相边界处的极化旋节线
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.125.127602
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Ke Xiaoqin;Wang Dong;Ren Xiaobing;Wang Yunzhi
  • 通讯作者:
    Wang Yunzhi
Unusual positive exchange bias after Zero-Field cooling at room temperature in the Co-CoO film composed of amorphous Co plus CoO and crystallized Co/CoO
由非晶Co+CoO和结晶Co/CoO组成的Co-CoO薄膜在室温零场冷却后出现异常的正交换偏压
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2021.129631
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials Letters
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Tian Fanghua;Guo Jiale;Zhao Qizhong;Li Kaili;Cao Kaiyan;Dai Zhiyong;Chang Kaige;Ke Xiaoqin;Fang Minxia;Zhang Yin;Zhou Chao;Yang Sen
  • 通讯作者:
    Yang Sen

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其他文献

三白草提取物抗乳腺癌转移作用及其作用机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王珊;刘婷;柯小琴;付剑江
  • 通讯作者:
    付剑江
左归丸抗乳腺癌破骨性骨转移的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付剑江;刘婷;墨啸箏;柯小琴;朱小翠;张舟妙;吕红
  • 通讯作者:
    吕红
裸花紫珠提取物的抗乳腺癌转移作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    麻俊超;刘婷;柯小琴;付剑江
  • 通讯作者:
    付剑江

其他文献

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2:17型钐钴永磁体中胞状结构形成机制的相场理论研究
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    12374120
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
铁磁准同型相界处磁化调幅分解机制的探索性研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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