B位Co掺杂对BiFeO3薄膜性能影响的研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

存储器、换能器、传感器和微电子机械系统等高新电子产业的迅速发展,不仅仅带给人类更美好的科技体验,也对材料提出了更高的要求。多铁材料由于其同时具有铁电性和磁性从而在存储器、传感器以及自旋电子器件等方面有着潜在的应用前景引起了人们极大的关注。电场会诱导产生磁场同时磁场也可以诱发电极化,这种性质被称为磁电效应。早在1894年p·居里就利用对称性的理论预测自然界中存在磁电效应。

bifeo3(bfo)是三角扭曲的钙钛矿结构,在室温下同时具有铁电有序(tc=1103k)和g型反铁磁有序(tn=643k),在所有abo3型多铁性材料中表现突出。作为一种典型的铁电材料,bfo还具有较大的剩余极化强度、相对较小的带隙宽度以及较大的光吸收系数,理论上具有较大的光电转换效率,有望成为下一代太阳能光伏电池的备选材料。

目前美国北卡罗来纳州立大学的研究人员,首次将bfo材料作为一个单晶体集成到一个硅片上,向制造新一代多功能智能设备迈出了关键一步。国内硅基太阳能电池的发电功率以及转化效率已经达到瓶颈,而bfo薄膜配合电极使用具有硅基电池相似的器件结构,目前正在研究如何让其具有更高的转换效率,以促进新能源的发展。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

薄膜制备:以硝酸铋[bi(no3)3·5h2o]、硝酸铁[fe(no3)3·9h2o]和硝酸钴[co(no3)2·6h2o]作为bi、fe和co的原料分别制备bfo溶胶和bife1-xcoxo3(bfco)溶胶,采用旋涂法并结合层层退火工艺得到bfo和bfco薄膜。

性能表征:xrd分析薄膜样品的物相及结构;sem观察薄膜样品的微观结构;标准铁电分析仪测试薄膜样品的铁电性能;阻抗分析仪测试薄膜样品的介电性能。

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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 定实验方案,并完成开题报告。

第4周:学习bfo和bfco前驱体溶液的制备方案和仪器。

第5-9周:根据实验方案进行样品的制备及性能表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 刘晶晶. bifeo3基薄膜的低温制备及漏电抑制[d]. 济南大学, 2012.

[2] 郭姗姗. bifeo3薄膜的制备及其铁电性能研究[d]. 武汉理工大学, 2014.

[3] 张红岩. bifeo3基薄膜的老化和自极化机理研究[d]. 济南大学, 2012.

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