近日，昆明理工大学材料科学与工程学院伍亮博士在材料学领域顶刊Acta Materialia上以“Artificial ferroelectric-like hysteresis in antiferroelectrics with non-uniform disorder”为题发表最新研究成果，昆明理工大学材料学院伍亮博士、北京大学潘豪教授、湖北大学郭金明教授为该论文的共同通讯作者，同时工作得到了清华大学南策文院士、北京大学彭寿院士、昆明理工大学易健宏副校长、云南大学胡万彪教授等合作者的大力支持。材料学院硕士研究生张怡和张欣瑜、湖北大学郑子豪为共同第一作者；昆明理工大学为论文的第一单位。该研究成果得到了云南省兴滇英才-青年人才、昆明理工大学“双一流”创建联合专项-重点项目等项目的资助。

近年来，反铁电材料因其在外场作用下可发生反铁电-铁电相变而呈现双滞回的电极化-电场曲线（PE回线）特性而备受关注，这种可逆的相变行为使其在高储能电容器、微型驱动器、电卡制冷等领域展现出巨大的应用潜力。然而，大量实验研究表明，许多反铁电材料表现出与铁电材料类似的单滞回PE回线，这一现象的物理机制尚未得到充分阐释。

本研究在反铁电唯象模型中，通过引入具有不同反铁电-铁电转变矫顽场的无序反铁电回线叠加，得到了实验中广泛观察到的“类铁电”PE回线。在实验方面，通过对典型的锆酸铅和铪酸铅反铁电薄膜生长条件的精确调控，在材料中引入非均匀缺陷，验证了模型的正确性。以上成果普适性地解释了反铁电材料中“类铁电”现象，为反铁电薄膜材料的功能调控提供新的研究思路和技术路径。

图1、唯象模型：具有梯度缺陷的反铁电回线的叠加，模糊了反铁电材料的双滞回曲线，转变为“类铁电” 单滞回曲线。

图2、实验验证：通过对薄膜制备条件的精确控制，进而调控缺陷浓度和梯度，在保证反铁电基态的同时，既可以实现反铁电双滞回曲线和“类铁电”单滞回曲线。

论文链接：

Yi Zhang#, Xinyu Zhang#, Zihao Zheng#, Jiyang Xie, Jing Lou, Jiayi Qin, Shanhu Wang, Yang He, Yifeng Du, Bin Yang, Xin Huang, Huiping Han, Yilin Wu, Shuya Liu, Afzal Khan, Zhidong Li, Qianxu Ye, Sheng’an Yang, Ji Ma, Hui Zhang, Xiang Liu, Qingming Chen, Wanbiao Hu, Jing Ma, Jianhong Yi, Jinming Guo*, Shou Peng, Hao Pan*, Liang Wu*, Ce-Wen Nan

Acta Materialia, 294, (2025), 121085

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2025.121085