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PZT压电薄膜的制备及电输出性能的研究开题报告

 2020-04-26 11:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

当今社会,能源问题一直是最为关注的问题。一般情况下,对于微电子器件、无线网络传感器以及mems等低功耗(几十到几百微瓦)产品,都是以传统的化学电池提供能量。但随着微电子器件在尺寸和能耗方面的不断减小以及微器件数目越来越多,传统的化学电池已不适应微器件发展的需要,它们体积庞大、寿命短、需要定期更换等缺点日益凸显。相对比下,微压电能量采集器件具有尺度小、功率密度大、清洁环保、寿命长、易于集成化等优点,因此,研究微压电振动能量采集,并将能量供给微系统,使其具有较长的寿命甚至无限寿命的研究具有极大的现实意义。

微压电振动能量采集装置的核心器件是压电器件,在压电器件中压电薄膜因其高能量密度、宽动态范围以及符合微机械加工要求等特点引起国内外学者的广泛关注,成为国际上新颖的功能材料和研究热点。微传感和微驱动器件实际应用中,压电薄膜的高灵敏度和高能量密度输出的特点使其成为最有前途的候选材料。

当前对于pzt压电薄膜的制备主要有磁控溅射法和溶胶凝胶法等。王飞分别采用磁控溅射法和溶胶凝胶法制备了pzt压电薄膜,指出磁控溅射法制备的pzt 薄膜在介电常数和漏电流方面都明显优于采用溶胶凝胶法制备的 pzt 薄膜。bose等研究了溅射时压强对pzt薄膜的生长特性和铁电性能的影响。杨帆研究了磁控溅射工艺及退火温度对pzt铁电薄膜的影响,得到较优的工艺参数。吕纯、吴智等制备了不同pzt薄膜厚度的bmt/pzt复合薄膜,研究了pzt薄膜厚度对复合薄膜结构及介电性能的影响,随着pzt薄膜厚度的增加,复合薄膜的介电常数呈线性增加。han等研究了溅射温度对pzt薄膜压电响应的影响。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)文献调研及理论学习

通过国内外相关文献的调研,了解微压电振动能量采集装置的研究现状,以及pzt薄膜制备工艺的相关研究进展,收集、整理、归纳并汇总有关于pzt压电薄膜制备及电输出性能测试的新思路、新体系、新工艺。

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3. 研究计划与安排

第1—3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4—6周:按照设计方案,采用磁控溅射的方法,完成pzt压电薄膜的制备和表征。

第7—9周:对制备的pzt压电薄膜进行电输出性能的测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] suchaneck g, labitzke r, adolphi b, et al. deposition of pzt thin film onto copper-coated polymer films by mean of pulsed-dc and rf-reactive sputtering[j]. surface amp; coatings technology, 2011, 205(4): 241-244.

[2] bose a, maity t, bysakh s, et al. influence of plasma pressure on the growth characteristics and ferroelectric properties of sputter-deposited pzt thin films[j]. applied surface science, 2010, 256(21): 6205-6212.

[3] zhang x d, meng x j, sun j l, et al. the alternative route of low-temperature preparation of highly oriented lead zirconate titanate thin films by high gas-pressure processing[j]. journal of materials research, 2008, 23(11): 2846-2853.

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