近日，材料科学与工程学院杨同青教授有关电介质储能电容器的研究成果以“Ultrawide-temperature-stable high-entropy relaxor ferroelectrics for energy-efficient capacitors”为题发表于《自然·通讯》期刊（Nature Communications）。

同时实现高能量密度和超宽温度稳定性对于电介质储能电容器而言是一项严峻的挑战。针对该问题，杨同青教授团队报道了一种熵工程优化策略，通过多重阳离子无序调控可将经典的储能弛豫铁电体BT-Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O₃转变为熵稳的BT-H高熵陶瓷。随着构型熵的增大，诱导出原子尺度的极化异质性，极化单元尺寸减小，并建立了能在超宽温段共存的多相结构，有效地将极化构型与热波动解耦。优化后的BT-H陶瓷不仅在室温下实现了高有效储能密度（8.9 J cm^-3）与近乎理想的储能效率(97.8%)，并且在超宽工作范围（-85至220°C）内呈现出较高的温度稳定性（ΔW_rec约为±9%，Δη约为±4.8%。这项工作验证了高熵氧化物材料的鸡尾酒效应，表明熵工程在设计综合储能性能优良的电容器方面是一种先进可行的策略。

材料科学与工程学院2022级博士生周世昱为论文第一作者，学院为第一完成单位，杨同青教授、哈尔滨工业大学王大伟教授、中国科学院上海硅酸盐研究所胡腾飞博士为论文共同通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项以及德国研究基金会的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63173-z