鐵電納米結(jié)構(gòu)中退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的多尺度研究的開(kāi)題報(bào)告

鐵電納米結(jié)構(gòu)中退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的多尺度研究的開(kāi)題報(bào)告題目：鐵電納米結(jié)構(gòu)中退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的多尺度研究研究背景：鐵電材料具有優(yōu)異的儲(chǔ)存、讀取、傳輸信息和感應(yīng)電場(chǎng)等特性，在信息存儲(chǔ)、傳感器、儲(chǔ)能、節(jié)能等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。然而，鐵電材料在超薄和納米結(jié)構(gòu)下存在無(wú)法忽視的極化場(chǎng)屏蔽現(xiàn)象，導(dǎo)致鐵電性能嚴(yán)重下降或消失。目前，對(duì)于鐵電納米結(jié)構(gòu)中的極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的研究仍然存在很多問(wèn)題，如何在多尺度上進(jìn)行研究是一個(gè)重要的問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容：本研究將從多尺度的角度出發(fā)，探索鐵電納米結(jié)構(gòu)中退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的解析與數(shù)值模擬方法，重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：1.基于密度泛函理論，采用第一性原理方法，研究鐵電納米結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)與電荷分布特性。2.基于晶格動(dòng)力學(xué)理論，采用分子動(dòng)力學(xué)方法，研究鐵電納米結(jié)構(gòu)中的晶格弛豫和熱振動(dòng)。3.基于電場(chǎng)調(diào)控的非等溫分子動(dòng)力學(xué)方法，研究鐵電納米結(jié)構(gòu)中退極化場(chǎng)的屏蔽機(jī)理。4.結(jié)合機(jī)械性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多尺度模擬和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性，為設(shè)計(jì)新型鐵電材料提供參考。研究意義：通過(guò)多尺度研究，能夠深入探索鐵電納米結(jié)構(gòu)中的退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理，解決鐵電納米結(jié)構(gòu)中的性能下降問(wèn)題。此外，本研究還能夠?yàn)殍F電材料的應(yīng)用提供理論依據(jù)與指導(dǎo)，也有助于理解其它電子材料中的退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理。研究方法：本研究采用了多個(gè)模擬方法，包括密度泛函理論和分子動(dòng)力學(xué)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)鐵電納米結(jié)構(gòu)中的退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理進(jìn)行了深入研究。其中，密度泛函理論方法用于計(jì)算材料的電子結(jié)構(gòu)和電荷分布等，分子動(dòng)力學(xué)方法用于計(jì)算材料的熱力學(xué)和力學(xué)性質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)方面，采用納米壓痕技術(shù)和原子力顯微鏡進(jìn)行材料性能測(cè)試。研究預(yù)期成果：本研究的結(jié)果將有助于深入理解鐵電納米結(jié)構(gòu)中的極化場(chǎng)屏蔽現(xiàn)象，為鐵電材料的應(yīng)用提供更為準(zhǔn)確的指導(dǎo)。具體成果包括：1.極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理的多尺度研究方法和理論基礎(chǔ)的深入探究。2.確定鐵電納米結(jié)構(gòu)中極化場(chǎng)屏蔽現(xiàn)象的主要影響因素和機(jī)制，并提出改進(jìn)和優(yōu)化方案。3.驗(yàn)證多尺度模擬方法對(duì)鐵電納米結(jié)構(gòu)特性的準(zhǔn)確性，為設(shè)計(jì)新型鐵電材料提供參考。4.發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文和科研成果。研究計(jì)劃：本研究的計(jì)劃時(shí)間為三年，主要研究步驟如下：第一年：搭建多尺度模擬平臺(tái)，開(kāi)展基于密度泛函理論的計(jì)算和對(duì)晶格進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，初步分析鐵電納米結(jié)構(gòu)中的極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理。第二年：開(kāi)展電場(chǎng)調(diào)控的非等溫分子動(dòng)力學(xué)模擬，進(jìn)一步深入研究鐵電納米結(jié)構(gòu)中的退極化場(chǎng)屏蔽機(jī)理，設(shè)計(jì)并進(jìn)行機(jī)械性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。第三年：分析和驗(yàn)證模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測(cè)鐵電納米結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)和材料性能，撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文和科研成果。預(yù)計(jì)支出：本研究需要的主要支出包括：1.租賃和購(gòu)買計(jì)算