1. 研究目的与意义(文献综述)
铁电材料是指在一定的温度范围内,具有自发极化且自发极化矢量的取向随外电场的改变而变化的材料,它的重要特征之一是具有铁电性。由于具有良好的介电、压电、铁电、热释电、光电及非线性光学等特性,铁电材料受到极大关注并得到广泛研究,在微电子、光电子、集成光学和微电子机械系统等领域表现出广阔的应用前景,可望广泛用作超声换能器件、电光调制器、光学倍频器、热敏传感器、热释电红外探测器、高容量电容器、非挥发性存储器、微执行器和微传感器等。作为一类性能优异、功能多样的材料体系,铁电体的制备、结构、性能与应用业已成为新材料研究的热点之一。
目前,广泛研究和应用的铁电体主要为含铅类材料,其中pzt的优良压电性使之取代传统的batio成为应用最广的压电材料;通过在pzt中引入la元素制备的plzt材料,具有良好的电光和非线性光学性能,也是一类非常有希望的光波导材料。
但是,由于含铅,这类材料在制备和使用过程中,不可避免地会给环境和人类健康带来危害,而bt类铁电材料虽然具有优异的铁电性能,但是其居里温度约为120℃,并不适合高温环境下工作,为此迫切需要研发无铅的且具备高居里温度的新型铁电新材料。二钛酸钡(bt2)居里温度为470℃,为近些年来受到重视并发展起来的一种环境友好的适用于高温环境使用的铁电材料。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容包括:
1.以乙酸钡、乙酸、钛酸四正丁酯、乙二醇甲醚与(硝酸锆,五水)、乙酸锶等为原料制备bt2前驱体溶胶。
2.以溶胶为基础,将其运用旋涂工艺附着于基板上,制备掺杂、热处理时间及热处理温度不同条件下的bt2薄膜。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:按照设计方案,制备bati2o5薄膜材料。
第7-11周:采用xrd、sem、afm、等测试手段对bati2o5薄膜材料物相、显微结构进行测试,采用交流阻抗分析仪(hp4294a,america)、铁电工作站及pfm对样品分别做介电、铁电及压电性能的测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 周益春, 唐明华. 铁电薄膜及铁电存储器的研究进展[j]. 材料导报, 2009, 23(5): 1-17.
[2] 王悦辉, 庄志强. 择优取向铁电薄膜制备影响因素的分析[j]. 材料导报, 2003, 17(4): 35-38.
[3] 李凌,王芳,王传彬,等.无铅铁电材料bati2o5的研究进展[j]. 硅酸盐通报, 2009, 28(4): 751-755.
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