由于在相控阵雷达与微波移相器中的重要使用，介电常数能随外加电场而改变的介电可调资料一直以来被广泛的研讨。包含铁氧体、铁电体、液晶、聚合物等多种资料系统都被发现具有介电可调效应。但是，日益展开的通讯技能和雷达系统关于可调资料提出了在可调度、驱动场强、介电常数、介电损耗、呼应时刻等多个功能指标上更高的要求，目前所研讨的资料系统均在不同方面存在各自的短板，难以满意使用需求。曾被寄予厚望的钛酸锶钡铁电可调资料，也由于有用可调谐度的缺乏与较高的损耗，未能在实践器材中得到更进一步的使用——完成介质可调资料的复合优化，探究统筹大可调度、低驱动场强、低介电损耗的可调资料，一直是该范畴内的难点与应战。

　　针对这一难题，西安交通大学电信学部电子科学与工程学院周迪教授团队在此前探究的新式高介低损Bi6Ti5WO22陶瓷系统的根底之上，经过引进Nb5+离子替代Ti4+/W6+离子，规划并顺畅制备出组分为(1-x)Bi6Ti5WO22-xBi6Ti4Nb2O22的一系列固溶体陶瓷。这一正确的离子替代规划，完成了对该系统陶瓷晶格常数与纳米畴尺度的接连精准调控，成功将陶瓷资料的相变温度点移至室温邻近，使得资料的介电可调功能获得了大幅度的进步。其间，组分为0.7Bi6Ti5WO22-0.3Bi6Ti4Nb2O22的陶瓷在极低电场（1.5kV/mm）下兼具超大的介电可调度（~75.6%）与超低损耗（＜0.002），这一可调度是钛酸锶钡陶瓷的两倍，而损耗仅为其十分之一。中子粉末衍射和高分辨率透射电子显微镜显现了替代引发的纳米畴和微应变的改变，密度泛函理论模拟计算提醒了离子替代对极化的奉献。该研讨为制备快速呼应的高功能铁电移相器供给了一种抱负的替代品，也为调理相变温度以改进介电功能供给了一个通用战略。

　　该研讨结果以“在低损耗铁电陶瓷中经过离子替代规划完成超大介电可调度”(Giant dielectric tunability in ferroelectric ceramics with ultralow loss by ion substitution design)为题，在世界闻名期刊《天然通讯》(Nature Communications)在线宣布。该作业以西安交通大学为仅有通讯单位，电信学部电子学院博士生李睿韬为论文榜首作者，电子学院周迪教授、徐谛明助理教授、微电子学院王大威教授和航天学院梁旭教授为一起通讯作者。该研讨作业得到国家天然科学基金、陕西省世界合作项目等项目的赞助。西安交大世界电介质研讨中心、合肥国家同步辐射实验室、澳大利亚核科学技能安排供给了相关测验表征支撑。

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