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具有高壓電系數（d₃₃）和高機械品質因數（Q_m）的壓電材料對于高功率應用至關重要。然而，實現這種組合是具有挑戰性的，特別是對于無鉛壓電體來說，因為高d₃₃值依賴于可移動疇壁，這會增加耗散損耗并降低Q_m。在這項研究中，西安交通大學任曉兵、紀元超、王棟、Yang Yang通過將缺陷偶極子（通過Mn摻雜）引入無鉛Ba（Sn，Ti）O₃系統的四點（QP）組成中，克服了這種長期的權衡。

本文要點：

1) 所得0.5%Mn摻雜的Ba（Sn_0.11Ti_0.89）O₃（BST-0.5%Mn）陶瓷具有710 pC/N的高d₃₃值和929的高Q_m值，而BST-1%Mn陶瓷的d₃₃值為614 pC/N，Q_m值為1138。

2) 與未摻雜BST相比，BST-0.5%Mn的Q_m增加了10倍，d₃₃增加了1.6倍。高分辨率掃描透射電子顯微鏡和相場模擬表明，增強的d₃₃和Q_m可歸因于QP的多相與對稱一致的缺陷偶極子共存。

參考文獻：

Yang Yang et.al High-Performance Lead-Free Ceramics With Simultaneously High Piezoelectricity and High Mechanical Quality Factor Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202419325

https://doi.org/10.1002/adma.202419325