BNT基無鉛壓電薄膜的制備與性能研究的開題報告

BNT基無鉛壓電薄膜的制備與性能研究的開題報告開題報告一、選題背景及意義基于其在微機電系統(tǒng)（MEMS）和聲波器件等領域中的優(yōu)異性能，壓電薄膜日益受到廣泛關注。BNT（Bi0.5Na0.5TiO3）基壓電薄膜是一種具有很高壓電效應、較低壓電噪聲和良好疲勞性能的材料，近年來引起了越來越多的研究興趣。然而，由于BNT基壓電薄膜制備過程中的鉛（Pb）污染問題，其應用受到了限制。為了解決這個問題，近來研究中提出了一種無鉛的BNT基壓電薄膜制備方法。本課題將探究BNT基無鉛壓電薄膜的制備方法，研究其結構、表面形貌和壓電性能。這對推進BNT基壓電薄膜在MEMS和傳感器等領域的應用具有重要意義。二、研究內(nèi)容本課題主要研究內(nèi)容如下：1.無鉛BNT基壓電薄膜制備方法的優(yōu)化2.采用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）等手段對薄膜的結構和表面形貌進行分析表征3.測量BNT基無鉛壓電薄膜的壓電性能4.研究BNT基無鉛壓電薄膜的應用前景三、研究方法本課題采用如下研究方法：1.采用溶膠-凝膠法制備BNT基無鉛壓電薄膜，并優(yōu)化合成工藝2.利用XRD和SEM等手段對薄膜的結構和表面形貌進行分析表征3.采用AFM（原子力顯微鏡）和MTS（材料測試系統(tǒng)）等手段測量BNT基無鉛壓電薄膜的壓電性能四、預期成果本研究主要預期成果如下：1.成功制備BNT基無鉛壓電薄膜2.研究其結構、表面形貌和壓電性能等重要性質3.為其在MEMS和傳感器等領域的應用提供基礎性的數(shù)據(jù)支撐五、擬解決的關鍵科學問題本課題擬解決的關鍵科學問題如下：1.如何優(yōu)化無鉛BNT基壓電薄膜的制備工藝2.無鉛BNT基壓電薄膜的結構和表面形貌的特點是什么3.BNT基無鉛壓電薄膜的壓電性能如何4.BNT基無鉛壓電薄膜在MEMS和傳感器等領域應用的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)是什么六、研究計劃及進度安排本課題的研究計劃及進度安排如下：第一年：1.學習BNT基壓電薄膜制備及表征的相關知識2.對BNT基無鉛壓電薄膜的制備進行初步實驗嘗試第二年：1.優(yōu)化制備方法，并細化薄膜的制備過程2.對薄膜進行結構和表面形貌的分析第三年：1.通過AFM和MTS對薄膜的壓電性能進行實驗測量和分析2.研究BNT基壓電薄膜的應用前景七、預期經(jīng)費支持本課題預計需要的經(jīng)費主要用于：1.實驗室器材和材料費用2.差旅費和會議費用3.學術期刊出版費四年科研經(jīng)費總共xxx萬元。八、參考文獻[1]ZhangY,ShiJ,WangK,etal.FabricationofBi0.5Na0.5TiO3filmsbyasol-gelmethodandtheirphysicalproperties[J].JournalofPhysicsD:AppliedPhysics,2006,39(4):655-659.[2]CaoWQ,XieRJ,XingDY,etal.TheMicrostructure,DielectricandFerroelectricPropertiesofBi0.5Na0.5TiO3ThinFilmsDepositedbyRadioFrequencyMagnetronSputtering[J].Ferroelectrics,2004,307(1):205-210.[3]JoshiCP,SrivastavaAK,SinghR,etal.Bi0.5Na0.5TiO3thinfilmsgrownbypulsedlaserdeposition:structural,morphological,optical,andelectricalproperties[J].JournalofAppliedPhysics,2009,105(11):114104.[4]LiL,WuJ,DongY,etal.Preparationandpiezoelectricprop