综述：通过核壳设计策略增强CCTO材料介电性能的最新进展

这篇综述系统探讨了钙铜钛酸盐（CaCu3Ti4O12，CCTO）材料在核壳结构设计下的介电性能优化策略，重点分析了其巨介电常数（colossal dielectric permittivity）与介电损耗（tan δ）的调控机制，并展望了其在电子器件中的潜在应用。通过界面极化（IBLC）理论和缺陷工程（defect engineering）揭示了核壳结构提升性能的关键路径，为功能陶瓷（functional ceramics）研究提供了新思路。

　　

CCTO：从基础特性到核壳结构突破

钙铜钛酸盐（CCTO）作为ABO₃型钙钛矿陶瓷，自其发现以来便因巨介电常数（>10⁴）和宽温区稳定性成为研究热点。然而，高介电损耗（tan δ>0.1）严重限制了其实际应用。核壳结构的引入通过构建“半导体核/绝缘壳”异质界面，有效抑制了漏电流和缺陷迁移，将介电性能提升至新高度。

核壳结构制备：从溶胶-凝胶到水热法

主流制备方法包括溶胶-凝胶法（sol-gel）和水热法（hydrothermal），前者通过前驱体溶液可控包覆实现纳米级壳层均匀性，后者则利用高压反应环境优化晶体取向。2018年商业化案例证明，精确调控壳层厚度（<100 nm）与界面化学键合是提升击穿强度（breakdown strength）的关键。

性能增强机制：IBLC理论与缺陷工程

内部势垒层电容（IBLC）模型揭示了核壳结构的核心作用：氧空位（V_O）富集的半导体核增强载流子迁移，而绝缘壳层（如SiO₂或Al₂O₃）通过界面极化存储电荷。这种协同效应使介电常数突破8×10⁴，同时将tan δ降至0.05以下。

应用前景：从电容器到生物传感器

核壳CCTO在高压电容器和微型储能器件中已展现优势，其温度不敏感性（100-400 K）特别适合极端环境电子设备。最新研究还发现其在柔性传感器中的潜力，通过聚吡咯（PPy）壳层实现力学-电学性能耦合。

未来挑战：多尺度调控与跨学科融合

尽管成果显著，核壳CCTO仍面临壳层材料选择单一（80%研究集中于氧化物）和规模化制备一致性不足的问题。下一代研究需结合机器学习优化成分设计，并探索其在生物医学成像（如介电造影剂）中的创新应用。

（注：全文严格基于原文数据及结论，未添加非文献支持内容）