《製備擁有三臨界點的高性能外延無鉛壓電薄膜》是依託西安交通大學，由楊耀東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：製備擁有三臨界點的高性能外延無鉛壓電薄膜
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊耀東
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目將採用脈衝雷射沉積的方法，製備擁有三相臨界點的高性能外延無鉛壓電薄膜。在前期從高性能無鉛壓電塊體材料的研究中得出的三臨界普適理論指導下，擁有三相臨界點的薄膜也將具有優異的壓電性能，並有望藉助外延技術突破瓶頸，提高無鉛材料的居里溫度。申請人將對薄膜的定向生長條件，成膜機理，壓電性能進行研究，尋找出合適的靶材組分，基板取向，以及其他關鍵生長條件。並從多尺度入手探索薄膜的微觀結構，位錯，鐵電疇，生長取向和電學性能之間的關係，揭示其中的物理機制。希望通過外延薄膜技術使得無鉛壓電材料的壓電係數和居里溫度都得到提升。目標是把薄膜壓電係數提高50%以上，無鉛材料的居里點從不到50攝氏度提高80攝氏度以上。
結題摘要
當前，隨著生活水平的提高人們對環境和健康提出了越來越高的要求。為了滿足這些需求，壓電材料的無鉛化成為了發展下一代電子材料的重要方向。本項目在前期關於高性能無鉛壓電陶瓷塊體材料的研究中得出的普適理論的指導下，立足於藉助相關的製備技術提高材料的居里溫度（這同時也是前期研究中出現瓶頸問題）。通過努力，取得以下結果：首先，對具有高壓電性的陶瓷靶材進行了研究（同時也是驗證性能為後續實驗做準備）。我們，通過實驗和理論分析認識到如果能在材料的相圖上構建一個四相點，將有望提高材料的壓電性，成功的拓展了原有理論。其次，利用這些高性能陶瓷作為靶材通過脈衝雷射沉積技術製備了外延生長的薄膜，通過改變試驗參數可以調控薄膜的取向，厚度等。薄膜的居里溫度有所提高，但由於單晶基板的作用，壓電性能提高不大。為了避免單晶基板對薄膜樣品形變的限制，我們還用電紡絲技術製備了鋯和鈣摻雜的鈦酸鋇（BZT-xBCT）納米纖維，發現可以提高其居里溫度同時也有好的壓電相應。通過這些努力，我們達到了項目立項時的目標。
