【哈工大（深圳）宣】（材料科学与工程学院 文/图）近日，哈工大深圳校区材料科学与工程学院陈祖煌教授团队与合作者在材料领域国际著名期刊《材料科学进展》（Progress in Materials Science）上发表题为“Antiferroelectric Oxide Thin-Films: Fundamentals, Properties, and Applications”的综述论文（Prog. Mater. Sci. 2024, 142: 101231）。

距离反铁电首次被发现，至今已有七十多年的历史。其独特的电场诱导相变行为使其在储能、换能器、驱动器、电卡制冷、负电容晶体管、热管理等领域显示出巨大的应用价值。随着薄膜生长技术的发展及器件小型化、集成化趋势的需求，反铁电薄膜受到越来越多的关注。然而，往期反铁电领域综述主要集中在块体材料的性能和储能应用领域，对于反铁电薄膜从物理机制、材料性能、调控手段到新材料体系探索和应用都缺少相关总结和展望。大量研究表明，相较于块体，反铁电薄膜呈现出更为复杂的性能，同时也面临更多挑战，如反铁电结构起源和相变机理。此外，反铁电结构和相变有非常丰富调控的手段，如晶格应变、薄膜厚度、表面和界面效应以及薄膜化学计量等，有助于探索反铁电多种序参量耦合下的新奇物性。因此，对于反铁电薄膜的研究，在反铁电材料的发展和应用方面具有重要意义。

该综述从反铁电材料发展历史讲起，回顾了反铁电材料的发展历史和相关理论基础，总结了反铁电薄膜领域的相关调控手段、各种反铁电氧化物薄膜体系的最新研究进展，以及依赖于对电、热和光等外场刺激响应在高储能密度电容器、电卡制冷、负电容、驱动器和热开关等领域的应用，展望了目前反铁电薄膜在物理机制和应用研究等方面所面对的具体问题、挑战与机遇。

图 1 反铁电薄膜中丰富的物性调控手段

2023年以来，陈祖煌团队和国内外合作者围绕铁电/反铁电薄膜的物理机制和性能设计与应用等方面开展了一系列研究，在薄膜热开关、拓扑结构、高储能密度电容器和电卡制冷等领域取得了丰富成果，相关研究成果以通讯作者发表在《Science》《Physical Review Letters》《Advanced Functional materials》《Applied Physics Reviews》等高水平期刊上，受到学界的广泛关注。

该成果得到了国家自然科学基金等项目支持，哈工大深圳校区博士生研究生司洋洋、博士后张天富和南京师范大学副教授刘晨晗为论文共同第一作者。论文的通讯作者为哈工大深圳校区陈祖煌教授、厦门大学魏现奎教授、俄罗斯彼得大帝圣彼得堡理工大学Roman G. Burkovsky教授、印度科学研究所Sujit Das教授，参与研究的还有苏州大学许彬教授。哈工大深圳校区为第一通讯单位。（编辑 谢梁晖 审核 张惠屏）

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2023.101231