近日，来自哈尔滨工业大学物理学院的田浩教授与谭鹏副教授携手西安交通大学李飞教授及澳大利亚伍伦贡大学的张树君教授，共同在钙钛矿铁电体压电性能调控领域取得了突破性进展。该团队选取钽铌酸钾单晶为基质，通过巧妙的铁、锰掺杂技术，深入揭示了过渡金属掺杂对钙钛矿铁电体本征极化行为和压电性能的调控机制，为该类材料的策略性设计提供了全新的范例。相关研究成果已在《自然通讯》（Nature Communications）权威期刊上发表。

钙钛矿铁电体凭借其独特的压电性，在宏观至微纳尺度的机电系统中扮演着核心角色。研究团队聚焦于正交晶相钙钛矿钽铌酸钾单晶，创新性地引入了铁和锰两种过渡金属元素作为掺杂剂，这两种元素通常被用于“硬性”铁电体的掺杂。通过深入研究，团队发现，尽管铁和锰均以受主掺杂形式进入晶格，但它们所诱导的缺陷结构中的特定电子构型，对晶格畸变、自发极化取向以及局域电荷分布产生了截然不同的调控效应。这一发现不仅深化了我们对过渡金属掺杂调控钙钛矿铁电体压电性能的理解，还通过精心设计的过渡金属掺杂元素和功能性缺陷偶极子，为钙钛矿铁电体的性能优化和新型材料设计开辟了新的路径。

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