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《nbt納米微結(jié)構(gòu)的水熱法制備及其壓電鐵電性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201510131357分類號(hào)TM22+3密級(jí)碩士學(xué)位論文NBT納米微結(jié)構(gòu)的水熱法制備及其壓電鐵電性能研究學(xué)位申請(qǐng)人朱偉明指導(dǎo)教師朱哲副教授學(xué)院名稱材料科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)材料工程研究方向微電子材料與器件工程二〇一八年五月HydrothermalPreparationandPiezoelectricFerroelectricPropertiesofNBTNanostructuresCandidateWeimingZhuSupervisorAssociateProfessorZheZhu
2、CollegeSchoolofMaterialsScienceandEngineeringProgramMaterialsEngineeringSpecializationMicroelectronicMaterialsandDevicesDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDate2018.5摘要摘要低維鐵電納米材料作為一類非常重要的功能材料，由于優(yōu)異的性能在人們的日常生活中占據(jù)了非常重要的地位。隨著低維納米材料制備技術(shù)的多樣化發(fā)展，
3、一維材料的研究已經(jīng)成為了當(dāng)前科研愛(ài)好者們的研究熱潮。鈦酸鉍鈉基無(wú)鉛壓電材料由于高的居里溫度和強(qiáng)的鐵電性能，被看作是含鉛材料的主要替代之選。而水熱合成法作為一種新興的氧化物粉體的制備方法，因其操作便捷、產(chǎn)物純度高等特性在低維納米材料的制備上得到了極大的應(yīng)用。因此，本文采用水熱合成法，通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的優(yōu)化，控制晶核的形成和生長(zhǎng)過(guò)程，得到了不同形貌的Na0.5Bi0.5TiO3無(wú)鉛弛豫壓電納米粉體。然后利用壓電力顯微鏡(PFM)對(duì)不同形貌納米晶的原始形貌和疇結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測(cè)。并選取具有良好鐵電壓電性能的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)
4、的Na0.5Bi0.5TiO3納米線為研究對(duì)象，對(duì)其微區(qū)加載了不同大小的電場(chǎng)，系統(tǒng)地觀測(cè)其在外加電場(chǎng)作用下的疇翻轉(zhuǎn)特性。最后制備了NBT鐵電柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并采用半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)對(duì)NBT鐵電柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行輸出特性和轉(zhuǎn)移特性測(cè)試。主要內(nèi)容如下：1采用水熱合成法，通過(guò)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)的優(yōu)化，合成不同形貌的Na0.5Bi0.5TiO3納米粉體。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)Na0.5Bi0.5TiO3納米粉體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究發(fā)現(xiàn)：礦物劑濃度、反應(yīng)溫度
5、、反應(yīng)時(shí)間對(duì)粉體的形貌有著顯著的影響。Na0.5Bi0.5TiO3納米線的生長(zhǎng)條件尤為苛刻，受溶解再結(jié)晶機(jī)制的影響。2利用PFM對(duì)不同形貌Na0.5Bi0.5TiO3納米粉體進(jìn)行基本的原始疇?wèi)B(tài)觀測(cè)，然后測(cè)試三種形貌納米粉體的相位-電壓曲線和振幅-電壓曲線。結(jié)果表明：Na0.5Bi0.5TiO3納米線形貌良好，“蝴蝶曲線”更為對(duì)稱，電滯回線發(fā)生了180°翻轉(zhuǎn)。3選取三種形貌中鐵電壓電性能較好的Na0.5Bi0.5TiO3納米線作為研究對(duì)象，觀測(cè)其在不同外加電場(chǎng)作用下的疇翻轉(zhuǎn)特性。結(jié)果表明：外加電場(chǎng)可以使得鐵
6、電疇發(fā)生90°和180°翻轉(zhuǎn)。4對(duì)傳統(tǒng)的晶體管結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以ZnO納米線作為導(dǎo)電溝道，制備NBT鐵電柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管并進(jìn)行輸出特性和轉(zhuǎn)移特性測(cè)試。與傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，制作方便更為簡(jiǎn)便、高效。關(guān)鍵詞：水熱合成法；Na0.5Bi0.5TiO3納米線；疇翻轉(zhuǎn)；電場(chǎng)I湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAsakindofveryimportantfunctionalmaterials,low-dimensionalferroelectricnanomaterialsplayaveryimportantrol
7、einpeople'sdailylifeduetotheirexcellentproperties.Withthedevelopmentofpreparationtechnologyoflowdimensionalnanomaterials,theresearchofone-dimensionalmaterialshasbecameahottopicforscientificresearchenthusiasts.Bariumtitanatebasedlead-freepiezoelectricmater
8、ialsareconsideredasthemainalternativestolead-containingmaterialsduetotheirhighCurietemperatureandstrongferroelectricproperties.Asanewpreparationmethodofoxidepowder,hydrothermalsynthesishasbeenwidelyusedinthepreparat
