電介質材料和物理專題編者按

電介質材料有許多獨特的物理性質， 如介電、壓電、熱釋電、鐵電、電光、非線性光學及其耦合特性等， 在傳感、換能、探測、醫療、通信、國防等眾多領域具有廣泛的應用價值. 相關的物理研究主要涉及介電材料內部束縛電荷在電、磁、光、力、熱等外場作用下的極化過程和與極化相關的各種物理現象; 通過設計材料的成分與結構等， 揭示諸多性能的調控規律和微觀機制， 在此基礎上開發高性能電子器件.

今年恰逢鐵電材料被發現100周年. 鐵電性作為電介質材料物理內涵的重大發現之一， 源于法國人Joseph Valasek在1920年4月23日美國物理學會春季會議上報道的羅息鹽(酒石酸鉀鈉，NaKC4H4O6·4H2O， 1672年前后由法國藥劑師Pierre Seignette發明) 晶體存在鐵電性. 百年來， 包括鐵電材料在內的多種電介質材料及其應用研究均取得了重要突破， 電介質材料與微電子材料和器件一樣， 在現代電子元器件技術與產業中占據了不可替代的地位. 例如: BaTiO3的發明推進了電容器的大容量和小型化; PZT壓電陶瓷的發明促使聲納、微機電等技術的飛躍發展; 低損耗微波介質材料研究的突破使得移動通信的實用化成為現實.

進入21世紀以來， 得益于第一性原理、相場模擬等理論計算方法的迅速發展， 以及微納尺度的結構分析、物性表征和器件研制技術的快速提升， 人們以各種微納結構、疇形態、周期結構、界面工程等設計為代表的創新研究思路， 極大地促進了電介質材料物理性能的優化和提高， 使其研究進入了新的發展范式. 我國科研人員也在這一領域做出了突出貢獻. 同時， 我們也客觀地看到， 同凝聚態物理、材料物理與化學等其他研究領域相比， 電介質研究領域包括鐵電領域的發展速度相對比較緩慢.

為進一步促進國內同行的交流， 中國物理學會電介質專業委員會聯合《物理學報》， 組織出版了“電介質材料和物理”專題， 邀請活躍在本領域的部分專家， 從電介質物理和材料的實驗和理論諸方面， 以不同的視角介紹本領域的最新進展和未來趨勢. 鑒于電介質材料和物理屬于交叉學科， 具有多樣性及復雜性的特點， 本專題只能重點介紹電介材料和物理領域的部分研究成果， 與讀者和同行分享. 從研究內容上， 可大致分為兩類: 一是探索電介質材料特別是鐵電、壓電材料的物理規律;二是探索這些材料的器件物理和應用研究. 內容主要涵蓋以下六方面: 1)電介質材料基礎理論;2)相變、結構和疇結構; 3)無鉛鐵電壓電材料和性能; 4)鐵電光電效應; 5)介電儲能、熱釋電和電卡效應; 6)微波介電材料.

我們希望本專題能有助于擴大電介質研究在海內外華人學者中的影響， 吸引更多學者尤其是年輕學者的關注和加入， 為我國在本領域的蓬勃發展增添新生力量.

(客座編輯: 中國科學技術大學 李曉光; 西安交通大學 徐卓)