受“田忌赛马”启发，陕西科技大学登上国际知名期刊！

募格学术 · 公众号 · 科研 · 2025-02-27 12:05

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本 文来源：陕西科技大学招生办

近期，国产动画电影《哪吒2》踏浪出海，向世界彰显了中国文化的创新活力。而中华传统文化不仅能成为文艺作品的灵感来源，还能为科研工作带来启发。

日前，陕西科技大学电子信息与人工智能学院的青年教师受“田忌赛马”典故启发，在电介质电容器领域取得研究成果，相应论文刊发在国际知名期刊Materials Horizons上。

“田忌赛马”是我国战国时期的著名成语典故，其核心逻辑可解释为以牺牲下等马为代价，从而取得另外两场比赛的胜利，也即通过牺牲次要因素来实现主要目标。

铁电材料的电滞回线是以原点对称的曲线，而电介质储能在实际应用往往只考虑其第一象限，即外加电压一般为正向的三角波或正弦波，此时电滞回线的第三象限实则无用。受“田忌赛马”典故的启发，若能以牺牲第三象限这个次要因素来进一步提升第一象限的击穿场强（Eb）或最大极化强度（Pmax），则可从一个额外的自由度提高铁电材料的储能密度。

在半导体理论中，金属-n型半导体接触（metal-n-type semiconductor contact）往往会由于在界面处形成肖特基接触而使其I-V特性曲线出现不对称现象，即整流现象。基于此，在铁电氧化物薄膜的生长过程中，若在电极附近诱导出合适的氧空位，则可在理论上使薄膜拥有“铁电半导”行为，即同时呈现电滞回线的滞回性与I-V特性曲线的整流性。

受“田忌赛马”典故启发，以牺牲电滞回线负向铁电性为代价来提升其正向储能密度

孙梓雄老师凭借前期对铁电忆阻器的研究基础，经过对氧压与薄膜厚度的多尺度调控，以生长次序与生长周期为双变量，利用脉冲激光沉积（PLD）技术生长出由常规BCZT层与缺氧型BCZT层组成的多层薄膜。发现当以缺氧型BCZT为起始层的单周期薄膜具有最高击穿场强与最佳储能特性。

经分析，该结果是由于底电极与薄膜界面处形成的肖特基势垒重新优化了多层薄膜的分压，以牺牲薄膜负向铁电性为代价提高了薄膜正向的击穿场强。

电介质储能的常规研究策略主要集中在界面工程（Interface Engineering）与电畴工程（Domain Engineering）等，即电介质本身，本研究则聚焦与优化电介质与电极之间的相互作用，为高性能电容器的设计与研发提供了思路。该项工作受到国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目，国家留学基金委博士后项目等项目的资助。