北科大新闻网10月10日电（通讯员 袁玥）压电材料广泛应用于致动器、超声换能器等领域，但大幅值压电响应与快速动力学长期难以兼得。传统铁电极化响应速度快但幅值有限，而依赖离子缺陷迁移的极化机制虽能产生较大响应，却受限于缓慢的离子动力学。因此，如何实现大幅值与快速压电响应的协同，成为超高性能压电材料领域亟待解决的关键科学问题。

近日，北京科技大学前沿交叉科学技术研究院、新金属材料全国重点实验室徐坤教授团队与清华大学李敬锋教授团队、西安交通大学等单位开展合作研究，在超高性能压电材料领域取得重要进展。研究团队创新性地提出“极化子-缺陷复合”设计策略，利用电子小极化子与带电晶格缺陷的耦合作用，实现大幅值压电响应与快速动力学的协同，为突破传统压电材料的性能瓶颈提供了新思路。相关研究成果以《极化子-缺陷复合实现超高压电性》（Ultrahigh piezoelectricity by polaron-defect complexes）为题，发表于国际学术期刊《科学》（Science）。

这种超高性能压电材料能够兼顾大幅值形变与快速响应，关键在于极化子-缺陷复合体能够通过局域晶格畸变和电子快速响应实现协同调控。为揭示其微观机制，北京科技大学徐坤教授团队开展了原位电场下的四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）研究，在电场驱动下定量表征材料的局域晶格结构与应变演化，建立了缺陷区域局域晶格响应与宏观大电致应变之间的联系，为阐明超高压电响应的微观机制提供了关键结构证据。

该论文的共同第一作者为清华大学材料学院博士后舒亮和西安交通大学博士研究生彭古扬；清华大学材料学院李敬锋教授、西安交通大学武海军教授、清华大学材料学院李千副教授和北京科技大学徐坤教授为论文共同通讯作者。

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeg4972

（责编：姜智颖、林冠群）