传统透明铁电陶瓷难以做到透明度和光电性能兼顾,针对这一问题,我们通过在K0.5Na0.5NbO3基陶瓷的A位和B位分别掺杂适量的变价金属离子,成功制备了透明铁电陶瓷,该陶瓷在可见光区域的透光率高达50%。利用协同优化策略,通过改变掺杂浓度,研究了其XRD、显微结构、光学性能、介电性能、阻抗谱以及光致发光性能。在显著增强的弛豫行为和晶粒细化的共同作用下,陶瓷还表现出高效的光致发光性能和典型的弛豫铁电性。此外,通过荧光强度比(FIR)技术,陶瓷实现了高灵敏度的非接触式温度传感,在323–673 K 温度范围内通过FIR实现了高灵敏非接触的测温,绝对灵敏度Sa与相对灵敏度Sr分别达到 0.0164 K-1(673 K)和 0.56 % K-1(473 K),在室温至200℃,介电损耗(tanδ)值较低(<5%)且基本保持不变,表明该陶瓷适用于相对高温区域的应用。进一步,我们基于该透明陶瓷构建了电-光学双模温度监测系统,实现了“光学测温 + 储能”二合一功能。这些结果表明,陶瓷材料集成了介电性能和光学温度传感性能,从而在光电双模温度传感方面具有巨大的潜力。该成果发表在Journal of Alloys and Compounds,2026,DOI:10.1016/j.jallcom.2025. 185661 (IF = 6.3)。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.185661

Fig. 3. (a) The optical transmission spectra of KNBYH-xZT ceramics; the inset displays photographs of transparent ceramics from
x = 0.01 to 0.04. (b)-(e) depict the curve of (αhν)² as a function of hν.

Fig. 8. Circuit diagram of temperature sensing alarm device based on KNBYHxZT transparent ceramic capacitor.