Sm 변형 PMN-PT 세라믹의 고변형 및 고가역 유전 튜닝
강유전체는 적응형 전자기기에 필수적인 동적 분극 반응을 제공하지만, 큰 변형률과 높은 이력 현상, 또는 제한된 구동 능력과 높은 튜닝 가능성 사이의 상충 관계에 직면해 있습니다. 본 연구는 단일 페로브스카이트 플랫폼 내에서 이러한 상충되는 기능들을 균형 있게 조절하는 새로운 조성 튜닝 전략을 제시합니다. 선택된 국소 근사 초격자(supercell)에 대한 질적 제일원리 계산을 통해, Sm 도핑된 Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3(PMN-PT)에서 Ti 치환이 〈110〉, 다방향 혼합, 〈001〉과 같은 국소 분극 경향에 미치는 영향을 분석했습니다. 이완체-강유전체 교차 영역(x=0.16) 근처에서, 해당 조성은 2 kV mm−1 하에서 0.31%의 변형률과 76.4%의 최고 가역 유전 튜닝 가능성을 보였으며, 낮은 잔류 분극과 작은 비가역 튜닝 특성을 나타냈습니다. Ti 함량을 x=0.22로 증가시키자 0.54%의 더 높은 변형률을 얻었지만, 잔류 분극 및 비가역 튜닝이 증가하여 가역 유전 튜닝은 64.0%로 감소했습니다. 다중 스케일 구조 특성 분석은 Ti 함량 증가에 따른 국소 구조 및 분극 반응의 공간적 일관성 증진을 뒷받침합니다. 이 연구는 이완체 교차 영역 근처에서 국소 분극 상관관계를 조성 튜닝함으로써, 단일 페로브스카이트 플랫폼 내에서 높은 구동 능력, 유전 민첩성, 그리고 고가역적 전장 유도 반응을 동시에 달성할 수 있음을 보여줍니다.