掺铑的BaTiO3单晶老化不同时间后的双向场致应变
压电材料在施加电场时产生应变，相反在施加压力时产生电压，利用这种效应可制作电能与机械能互换的驱动器，在便携式电话、喷墨打印机以及尖端技术的扫描隧道显微镜等方面得到了广泛的应用。通常的压电材料因离子在电场中微动而进行微小伸缩的效应，来产生电致伸缩效应。但这种普通压电效应的电致变形很小，制约了该材料的实际应用性，在200v/mm的电场下，一般的PZT陶瓷的应变不到0.02%，高应变的PMN-PT单晶在该电场下的应变也不超过0.08%。而且由于对人体健康的不利影响，这些如今仍然广泛使用的含铅压电材料，已经开始受到越来越多的限制。这样，对于非含铅压电材料的研究则受到越来越多的重视，如BaTiO3单晶，利用90°畴的翻转能产生巨大的形变，其应变量可以比普通压电材料的电致伸缩形变大1至2个数量级；但是，由于不同畴态的能量相等，这种畴的翻转只是一种不可逆的一次性效应，只有外加驱动力使得翻转的畴能够回复到初始状态，才能使得这样大的场致应变具有可重复性。
Burcsu等人对BaTiO3单晶施加一定的外力，使得晶体能够回复到初始状态，从而能够产生可重复性的0.9%的场致应变。但由于需要施加合适的外部压力，限制了它的实际应用。最近Ren报道了掺铁的BaTiO3单晶在老化后可以得到巨大的场致应变，在200V/mm的电场下可以产生0.75%的可逆变形。并且利用BaTiO3在90°畴翻转时产生巨大形变的特性以及点缺陷的对称性原理对这一现象进行了解释。然而目前还没有其他人能够对该实验现象进行重复，这一现象和理论本质还有待于更深入地研究。
在此基础上，中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室周丹等人系统地研究了掺铑的BaTiO3单晶在老化后的场致应变性能。研究发现，晶体的场致应变随老化时间的增加而增大，在老化27天后，在300V/mm的电场下，其双向场致应变可达1.11%；在较小的测试频率下(0.01Hz)也可得到0.95%的可逆的巨大的单向场致应变，在低频范围内，晶体的单向场致应变随测试频率增大而减小；研究晶体老化后的电滞回线，发现其形状类似于蜂腰磁滞回线。实验结果表明，对BaTiO3单晶掺杂铑元素可以大大改善其电致伸缩性能，可能产生新的在超大应变及非线性驱动器中的应用。