鐵電氧化物一維單晶納米材料的基礎問題研究

《鐵電氧化物一維單晶納米材料的基礎問題研究》是依託浙江大學，由韓高榮擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：鐵電氧化物一維單晶納米材料的基礎問題研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：韓高榮
• 項目類別：重點項目

項目摘要

緊密圍繞鐵電氧化物一維單晶納米材料的生長機制、外場作用和性能調控等關鍵科學問題深入開展基礎研究；研究鐵電氧化物一維單晶納米材料的成核-生長過程，揭示其生長機制，通過選擇性表面吸附、外場以及摻雜等創新思路和方法調控其生長過程，實現鐵電氧化物一維單晶納米材料的可控制備；利用原位高分辨電鏡、球差校正電鏡和原子力顯微鏡等手段從晶體結構、表面以及原子尺度上研究鐵電氧化物一維單晶納米材料的本徵壓電、鐵電性能及其規律，闡明尺寸效應及其物理機制，建立晶體生長-微結構-性能的關聯；研究外場（氣氛、應力和電場等）對鐵電氧化物一維單晶納米材料微結構、極化場和物理性能的影響規律與尺寸效應，獲得外場作用對材料物性調製的規律；研究摻雜和相變對鐵電氧化物一維單晶納米材料物理性能的調控，最佳化材料性能；探索這類材料在新型納米器件中的套用。

結題摘要

本項目重點圍繞鐵電氧化物一維單晶納米材料生長、製備和性能深入開展基礎研究。系統研究並揭示了ABO3型前鈣鈦礦和鈣鈦礦氧化物單晶或類單晶納米纖維的取向聚集(Oriented attachment, OA)生長機制，發展了一類單晶或類單晶ABO3型納米纖維的可控制備技術，實現了納米纖維的尺寸和形貌的調控；結合理論和實驗研究發現了前鈣鈦礦PbTiO3納米纖維新穎的鐵電、光學和磁學性能，研究揭示了氧無序驅動的前鈣鈦礦到鈣鈦礦單晶納米纖維的固態相變機制，發現了單晶介孔鈣鈦礦PbTiO3納米纖維奇特零膨脹現象，闡明了其鐵電極化起源；研究了一系列稀土元素摻雜的前鈣鈦礦和鈣鈦礦氧化物納米纖維中摻雜位置、鐵電極化以及溫度等對上轉換螢光的調控作用，探索了這類材料在藥物緩釋中的套用；提出並發展了鐵電極化調控的氧化物異質結生長新技術，獲得了原子級平整的單晶氧化物異質結，實現了極化調控的生長、界面結構與載流子分離。本項目發表包括Nano Energy, Small, ACS Appl. Mater. Interfaces, J.Mater. Chem(A, B,C)在內的標註SCI論文61篇，其中影響因子大於5.0的SCI論文11篇，授權國家發明專利16項。本項目的實施大幅提高了鐵電氧化物一維單晶納米材料的基礎研究水平，豐富和拓展了鈣鈦礦氧化物單晶納米材料體系及其功能性，為發展新型光電器件與催化材料提供了契機。