西安交通大学武康宁荣获2021年中国电工技术学会优秀博士学位论文

为推动我国电气工程领域的科技进步，鼓励创新性研究，促进青年专业人才成长，中国电工技术学会今年首次开展中国电工技术学会优秀博士学位论文推荐与评选工作。获奖人需在攻读博士学位期间，在电气工程及其相关领域的基础理论或应用基础研究中取得重要成果，或在关键技术或应用技术创新等方面成果显著。

本次评选在全国范围内共有36篇博士学位论文被推荐。经资格审查、初评和会评三个阶段，最终评选出优秀博士学位论文5篇、优秀博士学位论文提名10篇。西安交通大学电气工程学院武康宁的论文“钛酸铜钙陶瓷晶界势垒电子陷阱松弛及巨介电响应研究”荣获2021年中国电工技术学会优秀博士学位论文。

武康宁，男，1993年生，2021年3月获西安交通大学工学博士学位，获西安交通大学优秀博士毕业生。现为西安交通大学助理教授，入选西安交通大学青年优秀人才支持计划A类。主要从事电介质物理及其应用和电压敏陶瓷介质的研究。主持国家自然科学基金青年项目1项，参与国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、国网公司总部科技项目等科研项目。以第一/通讯作者在Appl. Phys. Lett.、J. Mater. Sci. Technol.、J. Eur. Ceram. Soc.等知名期刊发表论文13篇，授权国家发明专利3项。

论文题目:钛酸铜钙陶瓷晶界势垒电子陷阱松弛及巨介电响应研究

指导老师：李建英教授

研究背景：电介质材料是高电压与绝缘技术、能量存储等领域的基础。钛酸铜钙陶瓷兼有巨介电常数(>10^{4)和显著的非线性电压电流特性，近年来一直是电介质领域的研究热点，在浪涌保护、储能元件等方面有广阔的应用前景。然而较低的击穿场强和非线性系数、较高的介电损耗限制了钛酸铜钙陶瓷的实际应用。已有的两种巨介电起源模型内部阻挡层(IBLC)和极化子模型都属于唯象理论，分别为空间几何模型和电导温度特性分析，基本不涉及电荷输运的微观物理过程，难以对性能提升提供有效指导。钛酸铜钙陶瓷巨介电起源机制不明已经成为制约其性能提高的瓶颈。}

研究成果：围绕巨介电起源机理及性能调控的核心问题，从最基本的晶界势垒电荷输运过程出发，构建势垒边缘电子陷阱松弛的巨介电起源模型，提出衍生对导数介电分析方法有效表征分析松弛极化过程，最终应用机理和方法指导钛酸铜钙类陶瓷性能的针对性优化。理论上，揭示了势垒边缘电子陷阱松弛的巨介电起源新机制，统一了近20年来争论已久的内部阻挡层模型和极化子模型两种理论，同时以势垒结构为桥梁建立了介电响应与非线性伏安特性的内在关联。方法上，提出了衍生对导数法的介电分析方法，实现了载流子局域取向和长程迁移过程的有效甄别。发现了钛酸铜钙陶瓷中被电子陷阱松弛模型所预言、但传统介电分析方法无法表征的空间电荷极化过程，进一步将衍生对导数法拓展到有机/复合绝缘介质，解决了绝缘介质初期劣化难以表征的难题。进一步提出构建异相界面、拓展界面态的晶界势垒调控策略。单晶界耐压从3-4 V提升到25 V，击穿场强和非线性系数提升了10倍和5倍，均为迄今为止文献报道的最高值。

研究团队：西安交通大学电气学院李盛涛、李建英教授团队瞄准先进电工材料的国家需求，着力提升研究生科研水平，近5年获陕西省优秀博士学位论文3篇，入选2021年西安交通大学研究生教育优秀导师团队。