完成單位 ：清華大學

    項目屬于陶瓷領域，涉及壓電陶瓷材料。
    壓電陶瓷材料由于能實現電能與機械能的相互轉換而成為電子信息、醫療健康、人工智能等領域不可替代的關鍵材料。針對無鉛壓電材料的引用問題，項目組在國際上率先開展了通過多層次結構調控增強鐵電壓電性能的研究，揭示了影響無鉛鐵電壓電材料綜合性能的關鍵因素并探究了其內在物理機制，研制并開發出具有優異鐵電壓電性能與良好溫度穩定性的無鉛陶瓷材料及器件。

    項目的主要科學發現為：（1）建立了多尺度下調控無鉛鐵電壓電陶瓷中特征功能單元的新方法，揭示了多層次結構對無鉛鐵電壓電材料電學性能的影響規律。（2）發現并提出了在無鉛鈣鈦礦結構中利用缺陷調控壓電性能的原理和方法，發展出了利用缺陷調控無鉛壓電陶瓷壓電性能的新方法。（3）提出了通過構建彌散型相變提高溫度穩定性的學術思想，利用壓電材料相結構對外電場的敏感性，提出了基于電場調控鐵電-鐵電相變的彌散程度提高無鉛壓電材料溫度穩定性的新思路，實現了無鉛陶瓷壓電性能及其溫度穩定性的協同調控，突破了無鉛壓電材料難以兼具優異壓電性能與良好溫度穩定性的難題。
    項目組在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Journal of the American Chemical Society等國際權威學術刊物上發表論文120余篇，其中6篇入選ESI高被引論文。8篇代表性論文被SCI他引1343次，20篇主要論文被SCI他引1934次。項目相關基礎研究成果對推動壓電材料的無鉛化進程、促進我國由壓電材料制造大國升級為制造強國具有重要指導意義。