《放電電漿燒結CaCu3Ti4O12陶瓷及其高介電行為研究》是依託武漢大學，由熊銳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：放電電漿燒結CaCu3Ti4O12陶瓷及其高介電行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：熊銳
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
CaCu3Ti4O12(CCTO)是一種鈣鈦礦結構的高介電材料，探討CCTO陶瓷高介電性的本質，對於CCTO基微電子器件的可控制備及套用具有重要意義。本項目採用溶膠-凝膠法、高能球磨法等製備系列CCTO基納米粒子，創新性地採用放電電漿燒結技術製備單相、緻密的CCTO基納米陶瓷,通過不同時間下的退火製備晶粒尺寸不同的CCTO多晶樣品。考察CCTO陶瓷生長過程中晶粒和界面的相結構、化學成分、勢壘層厚度分布以及電子態等隨燒結溫度、燒結時間、成分等的演化規律，探索晶粒半導性、晶界絕緣性的本質，系統考察晶粒尺寸、晶粒和界面的物相和微結構、氧缺失、電荷轉移、反位替代及局域無序等因素對CCTO介電特性的影響，闡明CCTO陶瓷中晶粒和晶界的基本特徵、電荷轉移機制、輸運動力學規律以及CCTO陶瓷介電弛豫的物理機制，揭示CCTO高介電性的本質。
結題摘要
CaCu3Ti4O12(CCTO)是一種鈣鈦礦結構的高介電材料，基於探討CCTO 陶瓷高介電性的本質，本項目開展了以下工作：分別採用草酸共沉澱法、草酸前驅物法以及溶膠-凝膠方法製備了CCTO納米顆粒，製備的CCTO納米顆粒粒徑分布均勻，尺寸50-100nm可控，採用靜電紡絲方法製備了CCTO納米纖維，製備的多晶CCTO納米纖維直徑200-300nm，長度在um量級；採用放電電漿燒結工藝製備了緻密的CCTO高介電材料，系統研究了製備工藝對CCTO的晶粒及其界面的影響，以及晶粒及界面的電荷態；研究了A位Rb摻雜，B位Fe和Ru摻雜、以及不同氧環境下退火的CCTO陶瓷的界面特徵、晶粒和界面的相結構、化學成分、勢壘層厚度分布以及電子態特徵，研究了晶粒尺寸、晶粒和界面的物相和微結構、氧缺失、電荷轉移、反位替代及局域無序等因素對CCTO介電特性的影響，系統分析了CCTO 陶瓷中晶粒和晶界的基本特徵、電荷轉移機制、輸運動力學規律以及CCTO 陶瓷介電弛豫的物理機制。利用製備的CCTO納米顆粒及納米纖維，製備了系列CCTO基的有機/無機複合介質，製備的複合介質介電常數高，介電損耗小，並利用閾滲理論進行了細緻分析。上述的研究結果已達到本項目設定的研究目標，後續的有關研究將會繼續進行。而且，我們的研究結果對於CCTO 基微電子器件的可控制備及套用具有重要意義。
