新闻网讯 近日，我校李宝文教授团队在铌酸钠铁性调控领域取得重要进展，相关研究成果以“Room-temperature Ferroelectricity in NaNbO₃ Membrane”为题，发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。我校材料复合新技术全国重点室李宝文教授、香港城市大学张树君教授以及湖北大学郭金明教授为共同通讯作者，材料科学与工程学院博士生王云帆为第一作者，我校为第一完成单位。

铌酸钠（NaNbO₃）作为一种热门无铅钙钛矿材料，在能量储能、机电耦合和电卡效应等领域具有巨大的应用潜力。然而，室温下NaNbO_{3一直被视为一种反铁电材料，其应用探索始终受到一个关键制约：即无法在室温下稳定其铁电相。此前所有方法，包括薄膜中的应变工程，均导致出现亚稳态或杂质相，从而阻碍了对NaNbO3铁电特性的深刻理解和应用探索。}

针对上述挑战，研究团队创新性地提出了一种拓扑化学转化制备策略，该策略利用Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈ 铋系层状化合物做为前驱体，通过拓扑化学转化将Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈的层状结构转化为NaNbO₃的简单钙钛矿结构。研究表明，熔盐环境的调控是影响拓扑化学反应的关键因素之一，能精细调控NaNbO₃的相组成、微观形貌以及原子结构。

基于该策略，研究团队成功实现了高质量、铁电NaNbO₃自支撑膜的可控制备。该自支撑膜在室温下表现为纯P2₁ma正交铁电相，最薄厚度为60nm，且可通过滚压辅助机械剥离的方式进一步减薄至30 nm。原子结构分析表明，该自支撑膜具有高倾斜角（＞10°）和低倾斜角（小于1°）两种不同的氧八面体倾斜区域。对这些区域进行极化分析后发现，NaNbO₃的铁电性源于Nb⁵⁺阳离子在面外方向上的位移。

此外，铁电NaNbO₃自支撑膜还表现出厚度依赖的压电增强效应，在30nm厚时有效d₃₃值达到了93.7 pm/V，超过了其他相同厚度的无铅二维铁电体系所报道的d₃₃值。导电AFM测试表明，铁电NaNbO₃自支撑膜还具有明显的电阻切换行为。以此为基础，研究团队制备了NaNbO₃基铁电存储器，这为NaNbO₃在非易失性存储领域打开了崭新的大门。

该工作不仅打破了室温下NaNbO₃铁电相难以稳定存在的认知边界，还从合成创新到机制解析，再到功能验证，全面展示了铁电NaNbO₃自支撑膜的铁电特性及应用潜力。此外，该合成策略还能拓展到其他钙钛矿材料，为新型钙钛矿材料的设计与制备提供了新途径。

铁电NaNbO₃自支撑膜的原子结构分析

铁电NaNbO₃自支撑膜的压电和铁电性分析

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-74642-4 

文：李宝文、黄玲林；编辑：曹明；审核：：胡泳