1. 本选题研究的目的及意义
近年来,随着电子器件的小型化、集成化和多功能化发展,对新型电子材料的需求日益迫切。
作为一种重要的功能材料,铁电材料因其独特的电学、光学、机械等性能,在传感器、执行器、存储器、能量转换等领域有着广泛的应用前景。
其中,钛酸锆铅(PZT)和铌镁酸铋(BMN)是两种备受关注的铁电材料。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,铁电异质结构由于其增强的性能和新的物理现象,引起了人们极大的研究兴趣。
铁电体/铁电体异质结构中的界面效应可以极大地影响畴结构、极化切换和电导率等,为器件应用提供额外的自由度。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容是制备具有不同界面结构的PZT/BMN异质叠层薄膜,系统地表征其微观结构、电学性能和光学性能,并深入分析界面结构对性能的影响规律及其物理机制。
1. 主要内容
1.制备不同界面结构的PZT/BMN异质叠层薄膜:利用脉冲激光沉积法制备一系列具有不同PZT和BMN层厚以及不同界面层厚度的异质叠层薄膜。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用脉冲激光沉积法制备PZT/BMN异质叠层薄膜。
首先,通过优化沉积参数,制备出一系列具有不同界面结构的PZT/BMN异质叠层薄膜。
然后,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对薄膜的晶体结构、表面形貌和界面结构进行表征,分析不同界面结构对薄膜微观结构的影响。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.系统研究界面结构对PZT/BMN异质叠层薄膜电学和光学性能的影响:本研究将通过精确控制薄膜的制备参数,制备出一系列具有不同界面结构的PZT/BMN异质叠层薄膜,并系统地研究界面结构对薄膜电学和光学性能的影响,为设计和优化PZT/BMN基电子器件提供理论依据和实验指导。
2.结合多种表征手段揭示性能变化的物理机制:本研究将结合X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、铁电测试仪、阻抗分析仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪等多种表征手段,从不同尺度和角度对PZT/BMN异质叠层薄膜的微观结构、电学性能和光学性能进行表征,并结合理论分析,深入揭示性能变化的物理机制。
3.为开发高性能PZT/BMN基电子器件提供材料基础:本研究将通过优化薄膜的界面结构,改善和提升PZT/BMN异质叠层薄膜的电学和光学性能,为开发高性能、多功能的电子器件,如传感器、存储器、能量转换器件等提供材料基础。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 刘俊杰, 王智, 焦清介, 等. PbTiO3基铁电薄膜的制备、结构及铁电性能[J]. 功能材料, 2021, 52(11): 11070-11079.
[2] 刘明, 邓承松, 陈涛, 等. 压电薄膜的制备方法及其应用研究进展[J]. 压电与声光, 2019, 41(5): 739-745.
[3] 李晓娜, 贾春晓, 刘颖, 等. 铁电薄膜材料的制备及性能研究进展[J]. 功能材料, 2020, 51(9): 9051-9061.
