无机压电晶体的构－效关系研究及高性能压电材料探索

压电技术在信息、工程、国防等领域有着广泛应用，移动通信、高温传感器等应用不断对压电材料性能提出更高要求。因此，寻找和制备压电性能更好的材料一直是材料研究的努力方向。传统的材料研究方法利用实验筛选来寻找压电材料，一个非铁电性压电晶体性能好坏只有获得晶体试样测试才最终得知，整个研究周期长且盲目性大。第一性原理晶体性能计算预测的引入改变了这一种传统模式。本研究以无机晶体结构库中20种不同结构类型的具有压电性的二元至四元氧化物为主要研究对象，采用最新发展的第一性原理压电性能计算预测为主要计算手段，结合固相合成、晶体生长与压电性能表征等实验验证手段，获得同种结构类型不同晶体的微观结构参数与压电系数大小之间的定量关系，分析和寻找能够表征结构不对称性的微观结构序参量，深入了解微观结构不对称性与压电性能两者之间的构－效关系，并用于指导压电材料筛选和初步设计，筛选、发现并制备具有良好压电性能的无机晶体。