BNT基无铅压电薄膜的制备与性能研究的开题报告

BNT基无铅压电薄膜的制备与性能研究的开题报告开题报告一、选题背景及意义基于其在微机电系统（MEMS）和声波器件等领域中的优异性能，压电薄膜日益受到广泛关注。BNT（Bi0.5Na0.5TiO3）基压电薄膜是一种具有很高压电效应、较低压电噪声和良好疲劳性能的材料，近年来引起了越来越多的研究兴趣。然而，由于BNT基压电薄膜制备过程中的铅（Pb）污染问题，其应用受到了限制。为了解决这个问题，近来研究中提出了一种无铅的BNT基压电薄膜制备方法。本课题将探究BNT基无铅压电薄膜的制备方法，研究其结构、表面形貌和压电性能。这对推进BNT基压电薄膜在MEMS和传感器等领域的应用具有重要意义。二、研究内容本课题主要研究内容如下：1.无铅BNT基压电薄膜制备方法的优化2.采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对薄膜的结构和表面形貌进行分析表征3.测量BNT基无铅压电薄膜的压电性能4.研究BNT基无铅压电薄膜的应用前景三、研究方法本课题采用如下研究方法：1.采用溶胶-凝胶法制备BNT基无铅压电薄膜，并优化合成工艺2.利用XRD和SEM等手段对薄膜的结构和表面形貌进行分析表征3.采用AFM（原子力显微镜）和MTS（材料测试系统）等手段测量BNT基无铅压电薄膜的压电性能四、预期成果本研究主要预期成果如下：1.成功制备BNT基无铅压电薄膜2.研究其结构、表面形貌和压电性能等重要性质3.为其在MEMS和传感器等领域的应用提供基础性的数据支撑五、拟解决的关键科学问题本课题拟解决的关键科学问题如下：1.如何优化无铅BNT基压电薄膜的制备工艺2.无铅BNT基压电薄膜的结构和表面形貌的特点是什么3.BNT基无铅压电薄膜的压电性能如何4.BNT基无铅压电薄膜在MEMS和传感器等领域应用的优势和挑战是什么六、研究计划及进度安排本课题的研究计划及进度安排如下：第一年：1.学习BNT基压电薄膜制备及表征的相关知识2.对BNT基无铅压电薄膜的制备进行初步实验尝试第二年：1.优化制备方法，并细化薄膜的制备过程2.对薄膜进行结构和表面形貌的分析第三年：1.通过AFM和MTS对薄膜的压电性能进行实验测量和分析2.研究BNT基压电薄膜的应用前景七、预期经费支持本课题预计需要的经费主要用于：1.实验室器材和材料费用2.差旅费和会议费用3.学术期刊出版费四年科研经费总共xxx万元。八、参考文献[1]ZhangY,ShiJ,WangK,etal.FabricationofBi0.5Na0.5TiO3filmsbyasol-gelmethodandtheirphysicalproperties[J].JournalofPhysicsD:AppliedPhysics,2006,39(4):655-659.[2]CaoWQ,XieRJ,XingDY,etal.TheMicrostructure,DielectricandFerroelectricPropertiesofBi0.5Na0.5TiO3ThinFilmsDepositedbyRadioFrequencyMagnetronSputtering[J].Ferroelectrics,2004,307(1):205-210.[3]JoshiCP,SrivastavaAK,SinghR,etal.Bi0.5Na0.5TiO3thinfilmsgrownbypulsedlaserdeposition:structural,morphological,optical,andelectricalproperties[J].JournalofAppliedPhysics,2009,105(11):114104.[4]LiL,WuJ,DongY,etal.Preparationandpiezoelectricprop