清华大学Nat.Commun.：化学键合工程制备巨介电常数高熵钛酸钙陶瓷

本文介绍了清华大学材料学院林元华团队在高性能介电陶瓷材料领域的研究成果。背景方面，随着电子器件小型化和集成化的发展，对具有高介电常数、低介电损耗和良好温度稳定性的介电陶瓷材料需求日益迫切。研究目的是通过高熵设计和化学键工程的协同作用，在CaTiO₃基陶瓷中实现性能突破。研究团队首次将高熵材料设计理念引入钙钛矿型CaTiO₃陶瓷，通过A位多元素共掺杂提高构型熵，诱导晶格畸变和原子无序，促进氧空位和Ti³⁺缺陷生成。同时利用化学键工程调控缺陷与极化机制，揭示了化学键强度与缺陷形成的关联。最终实现了介电常数2.37×10⁵、低损耗(tanδ=0.005)和优异温度稳定性(-50至250°C范围内<±15%)的综合性能突破，为高性能介电材料的开发提供了创新性解决方案。