近日，西安交通大学教授周迪团队提出了一种多级异质界面工程策略，通过构建晶格互锁的异质界面实现功能化集成，成功打破了介电材料设计中“陷阱”与“势垒”不可兼得的传统权衡。相关研究成果发表于《先进材料》。

聚合物电介质凭借其卓越的高压稳定性、快速充放电动力学及良好的失效保护机制，被视为现代电力电子与能源系统薄膜电容器的核心材料。然而，其在高温环境下的漏电流激增、效率骤减及电击穿失效，严重制约了在极端环境下的实际部署，这些问题源于载流子在电-热耦合场下的非线性输运限制。

该研究特别聚焦于解析功函数失配诱导的能带弯曲、内建电场的形成及其对载流子动力学的精准调控机制，构建了一个集“阻挡注入、引导路径、深度捕获”于一体的协同框架。利用第一性原理计算、有限元模拟和先进表征技术，阐明了多级界面在抑制焦耳热、扭曲电树枝生长路径及增强界面极化中的核心作用，为开发兼具高能量密度与卓越热稳定性的聚合物电介质奠定了理论基础。

网站截图。

该研究通过深度融合微观界面电子结构与宏观储能表现，有效突破了高功率应用中的性能瓶颈，为该材料在电动汽车逆变器及集成电容器系统等领域的规模化应用提供了可能。同时，这一创新成果也为研发下一代高能量密度、耐高温、长寿命的聚合物薄膜电容器确立了普适性的设计范式。（来源：中国科学报 李媛）

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202517624