铁电极化与缺陷工程在半导体异质结构中的相互作用及其光伏突触功能

Interplay of ferroelectric polarization and defect engineering in semiconductor heterostructures for photovoltaic synaptic functionality

Jiake Zhi · Jiarong Zhao · Dingwen Cao · Shasha Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本研究探讨了半导体异质结构中铁电极化与缺陷工程之间的协同作用，以实现光伏型突触功能。通过调控铁电材料的自发极化与界面缺陷态分布，显著增强了光生载流子的分离效率与记忆特性，模拟了生物突触的基本行为，如短/长时程可塑性与脉冲时序依赖可塑性。该工作为构建兼具能量转换与信息处理能力的自供能神经形态器件提供了新思路。

解读: 该铁电光伏突触技术为阳光电源智能化产品提供前瞻性启发。铁电极化调控载流子分离的机制可借鉴于SG系列逆变器的MPPT算法优化，通过界面工程提升光伏组件的光电转换效率。更重要的是，其自供能神经形态特性为iSolarCloud云平台的边缘智能诊断提供新思路：可在ST储能系统中集成具备自学习能力的故障预测模...

晶粒尺寸对无铅0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3伪三元陶瓷的结构、介电、铁电、压电及储能性能的影响

The effect of grain size on the structural, dielectric, ferroelectric, piezoelectric and energy storage properties of lead-free 0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3 pseudo-ternary ceramics

Durga Prasad Nayak · Rinku Dhurua · Ranabrata Mazumder · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

由于在传感器、执行器、换能器和储能器件中的潜在应用，无铅铁电材料正受到广泛的研究关注。无铅铁电陶瓷的电学和结构性能显著受晶粒尺寸的影响，从而进一步影响其储能性能。本研究系统地探讨了特定无铅伪三元铁电体系0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3的储能能力对晶粒尺寸的依赖性。通过传统的固相合成法制备了具有不同晶粒尺寸的样品，并通过调控烧结条件实现晶粒尺寸的控制。本文严格考察了晶粒尺寸与介电常数、铁电极化、击穿强度和能量密度等关键参数之间的关系。X射线衍射...

解读: 该无铅铁电陶瓷材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的晶粒尺寸优化(~6μm)实现1.5 J/cm³储能密度及宽温域稳定性(-25至175°C),可启发ST系列PCS中直流支撑电容器的材料选型优化。其高击穿强度与低介电损耗特性适用于PowerTitan储能系统的功率模块无源器件改进,提...