费米能级轨道杂化诱导瞬态偶极增强LaCrO3基钙钛矿电磁屏蔽性能研究

为解决高温电磁屏蔽材料中LaCrO3钙钛矿介电损耗不足的问题，研究人员通过低价Ni2+取代半数Cr3+的策略，促进O-2p与Cr-3d轨道杂化，诱导电子云畸变形成瞬态偶极矩，使材料介电损耗提升至≈180（70-80%源于极化弛豫），并在1000°C高温处理后仍保持31 dB屏蔽效能，为耐高温钙钛矿屏蔽材料设计提供新思路。

　　

具有优异氧化稳定性和可调能带结构的LaCrO₃钙钛矿（Perovskite）在高热环境下展现电磁屏蔽（Electromagnetic Shielding）潜力，但其低介电损耗（Dielectric Loss）限制了实际应用。研究通过引入低价Ni²⁺取代半数Cr³⁺位点，使过渡金属-氧键由离子性向弱金属性转变，显著增强了费米能级（Fermi Level）附近的轨道杂化（Orbital Hybridization）。这一变化促使O-2p轨道与Cr-3d轨道电子云发生强烈畸变，形成瞬态电偶极矩（Momentary Electric Dipoles）——玻恩有效电荷（Born Effective Charges）偏离名义价态达4-6倍即为明证。所得La(Cr_0.5Ni_0.5)O₃材料介电损耗高达≈180，其中70-80%贡献源自极化弛豫（Polarization Relaxation）。该材料在1000°C高温处理20小时后仍保持31 dB的卓越屏蔽效能，证明其高温稳定性。此轨道杂化策略为提升耐高温钙钛矿的介电极化特性及屏蔽性能提供了新方向。