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摘要：研究小组合成电介质氧化物TmFe2O4单晶，并基于单晶的X射线结构分析和压电响应显微镜的测量，对该化合物在室温下具有压电性和铁电性进行了实证，并发现起源是铁离子中的电子的局域化和铥(Tm)离子的位移。

关键词：电介质、压电性、铁电性、介电性能、RFe2O4

研究小组以TmFe₂O₄材料（一种被称为电子电介质的氧化物）为对象，基于物理性能测量、结构分析和理论计算的结果，对该材料在室温下既具有压电性又具有铁电性进行了实证，并在原子水平上阐明了这种介电性能的机理。

由于人们普遍认为组成式为RFe₂O₄（R是稀土元素或第13族元素In（铟））的氧化物是由铁离子的电荷分布控制着介电性能，因此该氧化物被称为电子电介质。2005年，有报道称R为Lu（镥）的化合物是铁电体。随后，其他研究小组根据实验和理论计算，发表了一篇否定该化合物具有铁电性的论文。从那时起，关于该化合物固有介电性能的讨论仍在继续，但尚未得出结论。

此次，研究小组合成了类似化合物TmFe₂O₄的单晶，并基于单晶的X射线结构分析和压电响应显微镜的测量，对该化合物在室温下具有压电性和铁电性进行了实证。此外，研究发现，其起源是铁离子中的电子的局域化和铥(Tm)离子的位移。据此，可以大致解决上述关于RFe₂O₄介电性能的争议问题，尽管是部分解决。

TmFe₂O₄晶体中出现铁电性和压电性的机理

未来，有望开发出具有类似机理的铁电体和压电体新材料，并将这些材料应用于开关、存储器等实用器件中。

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证实电子电介质具有压电性和铁电性