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2026 article

Colossal Permittivity and Ferroelectricity in TiO2-Based Ceramics Induced by Defect Clusters

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Le résumé fourni par la source

The substitution of donor-acceptor ion pairs in metal oxides creates local chemically unstable states, thereby altering properties and even generating functions unattainable in the host materials. Herein, ferroelectricity and colossal permittivity responses are co-evoked in rutile TiO2 ceramics via the donor-acceptor (Nb5+-Mg2+) ionic pairs co-doping strategy. The large ionic radii of the acceptor Mg2+ ions and donor Nb5+ ions replacing Ti4+ ions disrupt the local chemical stability states and induce lattice strain. Defect clusters formed by localized chemical valence imbalance undergo polarization, generating a local built-in electric field. This electric field drives the long-range ordered arrangement of defect clusters, endowing the co-doped TiO2 ceramics with room-temperature ferroelectricity. Furthermore, defect clusters and the local electric field also restrict the long-range migration of charge carriers, enabling the Nb5+-Mg2+ pairs co-doped TiO2 ceramics to achieve a high dielectric constant (ε' = 40,000) while maintaining an acceptably low loss (tan δ = 0.063). This work proposes an approach for designing centrosymmetric oxides with combined ferroelectric and giant dielectric properties, offering excellent application prospects for multifunctional microelectronic components.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Colossal Permittivity and Ferroelectricity in TiO2-Based Ceramics Induced by Defect Clusters
Date Crossref
01/09/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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