近日，西安外事学院工学院多功能电子陶瓷材料团队与西安交通大学电子科学与工程学院靳立教授团队合作的研究成果以《不等价共掺杂诱导BNT基陶瓷产生具有增强电致应变的弛豫态》（Aliovalent co-doping induces relaxor states with enhanced electrostrain in BNT-based ceramics）为题，作为封面论文发表在权威期刊 《Journal of Materiomics》（IF:9.6）第12卷第1期。西安外事学院为该论文的第一完成单位。值得关注的是，论文封面设计巧妙地将材料设计策略与西安外事学院独特的 “鱼化龙” 精神相融合，展现了科学与人文的有机结合，寓意着材料性能通过创新策略实现质的飞跃。
当前，精密驱动技术、微机电系统和自适应光学等领域的发展日新月异，行业对高性能、环保型压电致动器的需求日益迫切。传统的含铅压电陶瓷虽然性能优异，但其毒性对生态环境和人体健康构成威胁。因此，开发能够替代传统含铅材料的无铅压电陶瓷，已成为功能材料领域的关键科学挑战。钛酸铋钠（BNT）基无铅陶瓷因其良好的铁电性和环境兼容性而备受关注，但如何进一步提升其在外加电场下的驱动应变（电致应变），同时保持性能的稳定性，是制约其走向实际应用的核心难题。
针对这一难题，西安外事学院工学院多功能电子陶瓷材料团队与西安交通大学电子科学与工程学院靳立教授团队合作，创新性地提出A位和B位同时进行不等价取代的协同掺杂策略。研究团队在BNT-BKT基陶瓷的准同型相界（MPB）组分基础上，引入了铌酸锂（LiNbO3）作为共掺物。其中，一价的Li⁺离子取代A位的K+/Na+，五价的Nb5+离子取代B位的Ti4+。这种不等价取代巧妙地打破了材料中的长程铁电有序，增强了局域晶格畸变，并诱导产生高度动态的极性纳米微区（PNRs）。通过精细调控掺杂量，研究团队成功将材料推至非遍历弛豫相与遍历弛豫相的临界点。
该研究通过系统的结构与电学性能表征，深入揭示了A/B位不等价共掺杂对BNT基陶瓷局域极化构型和宏观电致应变的影响机制。这一策略成功实现了材料从经典铁电体向高性能弛豫铁电体的演变，为设计研发下一代无铅电致应变材料和储能电容器提供了全新的思路和有效的策略。
