USTB施小明博士研究成果：弛豫铁电材料介电储能技术突破及应用前景

数理学院磁介电物理团队

石晓明博士与清华大学李景峰团队合作

以共同第一作者身份在《》发表文章

化学与生物工程学院

生物信息学与监管网络本科生研究团队

杜洪武教授及其合作者

在“ ”上发表文章

向老师们表示祝贺！

科技大学

石晓明博士研究成果介绍

基于弛豫铁电材料的介质储能技术具有储能密度高、功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、高温稳定性好等优点。因此，它在可再生能源、电动汽车等领域有着广泛的应用。应用前景。然而，介电储能材料领域存在一个长期存在的问题——极化强度与击穿强度之间的矛盾关系，即如何在增强材料极化的同时保证其能够承受更高的电场强度而不影响其性能。弛豫铁电储能密度的进一步提高已成为介电储能研究的前沿和关键。

在此基础上，研究团队合作构建了一种具有隔离极性雪泥（IPS）结构的新型弛豫铁电体。借助高通量相场模拟，发现通过大量Bi掺杂，可以在Bi(Mg0.5Ti0.5)O3-(BMT-ST)基弛豫铁电薄膜中形成极性雪泥态。 ;进一步由过量的Ti引起的晶界和非晶材料可以形成IPS结构。通过组件优化设计，IPS结构可以协同提高可逆极化强度和击穿场强，实现高储能密度、高效率和卓越性能（储能密度超过200J/cm3，储能效率达到~79%）。该结果与实验测量性能结果的趋势高度一致，验证了相场模拟的有效性。

本次研究中，清华大学、北京理工大学和北京科技大学分别位居第一、第二和第三位。清华大学的舒亮、张欣、杨子琪和北京科技大学的石晓明为该文章的共同第一作者。清华大学李景峰教授、澳大利亚卧龙岗大学张书军教授、北京理工大学黄厚兵教授为该文章的共同通讯作者。

史晓明博士介绍

石晓明，数理学院讲师，2018年毕业于北京科技大学凝聚态物理专业，获博士学位。长期致力于铁电/铁电演化关键共性问题的研究。研究了多场耦合下的金属显微组织形貌，构建了多套电-热-力耦合相场模型，并应用于复合材料、弛豫铁电电压和电学等领域。 、电卡及储能模拟。主持中央高校基础研究基金、数理学院青年人才培养基金、广东省重点实验室开放项目基金等项目。发表SCI论文50余篇，其中与国内外团队合作开发的相场模型论文30余篇（含1篇、2篇）。

杜洪武教授研究成果介绍

单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 和批量 RNA 测序 (RNA-seq) 是探索细胞异质性、发育分化和疾病机制的重要技术。由于测序平台的技术限制以及酶消化过程造成的细胞损失，单细胞测序有时会漏掉某些细胞类型，如足细胞、中间祖细胞、神经元等。一些反卷积算法为单细胞测序提供了有益的尝试。解决这个问题，但仍需要更多的算法研究，共同解决测序中“漏检”细胞的问题。

近日，杜洪武教授团队提出了“”算法，这是专门为解决测序数据中“缺失”细胞问题而设计的新算法。基于β变分自动编码器和图神经网络的算法用于对全身RNA测序的单细胞数据进行解卷积，帮助识别重建的单细胞景观中“丢失”的细胞，并用于增强单细胞轨迹推断。

此外，杜洪武教授团队还设计并实现了“”框架，这是全球第一个基于Bulk RNA测序和单细胞RNA测序完整分析任务的框架。该框架统一了不同算法的输入和输出，统一了数据的标准化范式，标准化了40+不同算法的分析过程，并提供了用户友好的API接口。同时，该框架还提供了具有一定艺术表现力的可视化结果输出，为我国单细胞RNA测序规范有序发展提供了新的策略。

北京科技大学化学与生物工程学院2022级博士生曾泽华、清华大学生物医药与健康工程研究院2022级硕士生马玉清、2023级博士生胡磊西湖大学生命科学学院博士研究生，为该论文的共同第一作者（上图）三位同学均获得科大本科学位 北京）。另外，本文除第一作者和通讯作者外，其他作者均为北京科技大学本科生。

该工作得到科技部和北京科技大学本科生科研创新工程（SRTP）联合资助。

杜洪武教授介绍

杜洪武，化学与生物工程学院教授、博士生导师、大兴研究院执行院长、国家“科技奥运先进个人”、教育部“新世纪优秀人才”、中关村“新国家领军人才”，拥有长期从事高通定量芯片检测、干细胞治疗等研究工作。

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