近日，课题组与美国阿肯色大学Laurent Bellaiche教授研究组合作在美国物理学会《Physical Review B》期刊上在线发表题为“Energy storage in lead-free Ba(Zr, Ti)O₃ relaxor ferroelectrics: Large densities and efficiencies and their origins”的研究论文。基于原子的有效哈密顿量方法研究了弛豫铁电体Ba(Zr_0.5Ti_0.5)O₃ (BZT) 块体和薄膜材料在不同电场下的能量存储。对于BZT块体材料，研究发现当分别沿着赝立方[001]，[110]和[111]方向加电场时，能量密度随温度线性增加。对于室温下的薄膜，能量密度随应变表现出不同的增加或减小行为，取决于电场的施加方向。在这些BZT系统中，我们预测得到了超高的能量密度（基本上大于100 J/cm³）和100%的理想效率。此外，我们还提出了一个现象学模型用来揭示上述所有特征的起源，该模型可以应用到其他的弛豫铁电体材料。