BiFeO3基薄膜制备及漏电机制研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着电子设备小型化、集成化和多功能化的发展需求，铁电材料因其独特的自发极化特性在新型存储器、传感器、驱动器等领域展现出巨大的应用潜力。

其中，多铁性材料由于同时具备铁电性和铁磁性，可以实现铁电序和铁磁序之间的耦合，为信息存储、传感和能量转换等领域带来更多可能性，成为材料科学领域的研究热点。

在众多多铁性材料中，铁酸铋（bifeo3，简称bfo）作为一种典型的单相多铁性材料，因其在室温下同时具备较高的铁电居里温度（tc~1103k）和反铁磁奈尔温度（tn~643k）而备受关注。

2. 本选题国内外研究状况综述

bifeo3材料自1957年被发现以来，其制备、性能和应用一直受到国内外研究者的广泛关注。

国内在bifeo3薄膜的制备方面，中国科学院、清华大学、北京大学等单位做出了大量工作，发展了多种制备方法，包括脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶-凝胶法等。

在漏电机制研究方面，研究者们主要集中在氧空位、缺陷偶极子、界面态等方面，并探索了掺杂改性、界面工程等降低漏电流的方法。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题将采用脉冲激光沉积法(pulsedlaserdeposition,pld)制备bifeo3薄膜，系统研究不同制备条件对薄膜结构、形貌、铁电性能和漏电机制的影响，并探讨降低漏电流的有效途径。

1. 主要内容

1.利用pld方法在不同衬底上制备bifeo3薄膜，通过改变沉积温度、氧压、激光能量等参数，优化薄膜的制备工艺。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用实验研究与理论分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.查阅相关文献，了解bifeo3薄膜的制备方法、性能特点、漏电机制等方面的研究现状，为本课题的研究奠定理论基础。

2.利用pld方法制备bifeo3薄膜，探索不同制备参数（如沉积温度、氧压、激光能量等）对薄膜结构、形貌、铁电性能和漏电机制的影响规律。

3.对制备的bifeo3薄膜进行一系列表征，包括xrd、afm、铁电测试系统、阻抗分析仪等，分析其晶体结构、表面形貌、铁电性能和漏电流密度等。

5. 研究的创新点

1.系统研究不同制备条件对pld法制备的bifeo3薄膜的结构、形貌、铁电性能和漏电机制的影响，为优化bifeo3薄膜的制备工艺提供实验依据。

2.结合实验结果和理论分析，深入探讨bifeo3薄膜的漏电机制，并建立相应的理论模型，为降低漏电流提供理论指导。

3.探索降低bifeo3薄膜漏电流的新方法，例如新型掺杂元素或界面调控策略等，并分析其作用机制，为制备高性能bifeo3基电子器件提供新的思路。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张晓菊,王玉宝,成旦红,等.溶胶-凝胶法制备bifeo3薄膜及其铁电性能研究[j].功能材料,2018,49(8):8141-8145 8150.

[2] 刘俊,王静,程国峰,等.化学溶液法制备bifeo3薄膜及其性能研究[j].人工晶体学报,2020,49(4):689-696.

[3] 孙建勇,张海龙,王晓慧,等. bifeo3基铁电薄膜的性能调控研究进展[j].材料导报,2020,34(13):12539-12548.