以镍酸镧为底电极的钛酸铋钠储能薄膜制备与介电性能研究开题报告

全文总字数：4072字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着电子工业的快速发展，电力电子设备对储能能力较高的介质电容器的需求也越来越大。电力储能也已成为有效实施可再生能源发电的关键，以维持生态社会的可持续发展，进而有利于稳定国际能源市场，减少对环境的影响。

过去的几十年里，科研人员对新型储能电容器做了大量的研究，发现铁电薄膜材料具有高介电常数、高功率密度、优良的铁电性和压电性的特点，在新型储能电容器这一方面具有广泛的应用前景。因此，铁电薄膜材料成为储能电容器的新研究方向。

而在众多具有铁电性能的材料中，目前人们研究最多的是pb(ti_1-xzr_x)o₃(pzt)和srbi₂ta₂o₉(sbt)。但前者容易出现疲劳且污染环境，后者有较高的成膜温度和较小的开关极化强度，对于其他的材料，例如铋锌铌体系铁电薄膜，又存在极化强度低，nb源昂贵等问题，这些缺陷阻碍了铁电存储器的商业化进程。因此，研究和开发低成本、高效率、环保节能的铁电薄膜材料具有重要意义。bi_0.5na_0.5tio₃(简称bnt)是一种a位复合取代的钙钛矿型铁电体，因其具有较大的极化强度和介电常数而引起了人们的广泛关注，是一种潜在的高储能电介质材料。但是，如果将其制备成铁电薄膜，则会出现成本较高、bnt与底电极的晶格参数不匹配等，因此，寻找能替代贵金属的底电极成为了研究的重点。近年来，研究者们现氧化物底电极因其良好的导电性及晶格适配性，适合用于替代贵金属来做底电极材料。此外，采用lno薄膜作电极材料，可以明显改善铁电薄膜的疲劳特性，并且降低铁电薄膜的漏电流。lno作为缓冲层可以有效降低储能材料薄膜的高电流发射，也使得薄膜晶体化能力和取向生长显著增加。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标：

（1）探索镍酸镧导电薄膜的制备工艺，获得导电性优良的底电极材料，同时对其进行电学性能分析。

（2）在此基础上，采用镍酸镧作为bnt储能薄膜的底电极材料，研究其对储能薄膜的结构、应力及介电性能和储能的影响。

3. 研究计划与安排

（1）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。

（2）第4－7周：按照设计方案，通过调控工艺参数制备导电性良好的镍酸镧薄膜。

（3）第8－12周：在镍酸镧薄膜叠加储能薄膜，并表征电学性能，在此基础上分析氧化物电极对薄膜电学性能的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]r.i.mahdi w.c.gan n.a.halim t.s.velayutham w.h. abd.majid .ferroelectricand pyroelectric properties of novel lead-free polyvinylidenefluoride-trifluoroethylene–bi_0.5na_0.5tio₃ nanocomposite thin films for sensing applications.ceramicinternational,2015(42):13836-13843

[2]李大吉,王亚平,王卓.钛酸铋钠基铁电薄膜掺杂工艺研究[j].轻工科技, 2008, 24(1):42-43.

[3]王卓. 钛酸铋钠基铁电薄膜的制备及相关刻蚀工艺的研究[d].山东大学, 2003.