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[成果]
1400050430
湖北
TN0
应用技术
[工程和技术研究与试验发展, 电线、电缆、光缆及电工器材制造]
公布年份:2013
成果简介:该项目属于一级学科为材料科学与工程学科,二级学科为材料物理与化学,研究领域为多铁薄膜的制备及电磁特性。主要研究内容如下:1、研究了多铁BiFeO<,3>薄膜的溶胶-凝胶制备方法。在国内较早采用Bi和Fe的硝酸盐为原料,在各种不同衬底上制备了随机取向和择优取向的BiFeO<,3>薄膜并对其结构、形貌、铁电性和磁性进行了研究。获得了室温饱和的极化和弱的铁磁性。2、采用Bi,Fe和Ce的硝酸盐为原料,对BiFeO<,3>进行了A位的Ce和La,Eu的替代改性。研究了A位替代改性对薄膜的结构,漏电流,铁电性,光学带隙,磁性以及形貌的影响。分析了A位的替代改性导致BiFeO<,3>极化强度变化的原因以及限制漏电流的机理。并对不同衬底上的替代改性薄膜的电导机制进行了分析。3、通过BiFeO<,3>薄膜和PbTiO<,3>薄膜的不同堆积方式制备了PbTiO<,3>/BiFeO<,3>多层薄膜并对薄膜的电性能进行了研究。研究了不同叠放次序对多层薄膜漏电流性质,铁电性,磁性和电滞回线的饱和性的影响。制备了PbTiO<,3>/BiFeO<,3>/PbTiO<,3>三明治结构的薄膜并在较低的测试电场下观察到了由于界面耦合所导致的类反铁电性,研究了极化电场对三明治结构的界面耦合机构的影响。4、对BiFeO<,3>薄膜进行了B位的Ti和Zr替代,研究了高价离子替代对BiFeO3薄膜的结构,铁电性和漏电流的影响机理。5、采用Fe的有机盐为原料,用溶胶-凝胶方法制备了BiFeO<,3>-PbTiO<,3>,BiFeO<,3>-BaTiO<,3>固溶薄膜。研究了固溶薄膜中的Pb2+,Ti4+,Ba2+的替位机理及固溶比例与固溶薄膜的电,磁结构之间的关系。6、对基于铁电材料的可调微波器件应用作了深入的研究。提出了一种可靠的平行板型铁电变容二极管的微波测量方法;在高电阻硅基片上,课题组设计并集成了三种铁电微波移相器:共面传输线型,耦合微带线型以及组合右手/左手传输线型微波移相器。特点及应用推广情况:该项目研究了多铁薄膜的制备工艺以及替代改性方法,并将其应用到微波移相器中。由于铁电材料内部存在的退极化内建电场,使其存在显著的铁电光伏效应。因为BiFeO<,3>是一种窄带隙的强铁电材料,对可见光有显著的吸收和光伏效应,使其成为一种极有希望的新型光伏材料。前期的替代改性研究以及多层薄膜的研究将为其在光伏太阳能电池方面的应用提供良好的实验基础。