一、有序组装超薄膜热释电性能的优化研究（论文文献综述）
黎梓浩[1]（2021）在《基于硅衬底的三方相高居里点PIN-PMN-PT弛豫铁电薄膜制备及非制冷红外探测器研究》文中进行了进一步梳理与其他类型的红外探测器相比,基于热释电效应的非制冷红外探测器因具有独特的优势在军事和民用中具有重要的应用。本论文围绕全新的第三代高性能弛豫 铁 电 体——三 方 相 高 居 里 点 Mn 掺 杂0.36Pb（In1/2Nb1/2）O3-0.36Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.28PbTiO3（Mn-PIMNT）热释电薄膜及其非制冷红外探测器开展研究,首先在硅衬底上进行Mn-PIMNT薄膜的制备,并在此基础上开展基于Mn-PIMNT薄膜的非制冷红外探测器的结构设计、制备和性能研究,主要开展工作如下:（1）使用脉冲激光沉积（PLD）系统,首先在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备导电缓冲层La0.6Sr04CoO3（LSCO）,接着在具有LSCO缓冲层的Pt/Ti/SiO2/Si衬底上进一步沉积了 Mn-PIMNT薄膜。通过XRD、SEM、AFM、TF2000等仪器,综合研究了 Mn-PIMNT薄膜的相结构、铁电、介电、压电、热释电性能和纳米畴演化过程。通过调控薄膜的沉积条件,研究了沉积温度和沉积氧压对薄膜结晶质量和性能的影响,确定了优化的薄膜制备条件。结果表明:LSCO导电缓冲层的引入,可以有效地改善Mn-PIMNT薄膜结晶和电学性质,同时可以阻止铁电薄膜和Pt电极之间的扩散,最终得到Mn-PIMNT薄膜的优化制备条件为:530℃的溅射温度,20 Pa的溅射氧压,激光能量300 mJ,脉冲频率5 Hz,制备的Mn-PIMNT/LSCO/Pt薄膜表面平整致密,横截面的界面清晰,具有纯钙钛矿结构和典型的P—E电滞回线,室温下剩余极化强度高达36.2μC/cm2,矫顽场为5.2 kV/mm,1 kHz下介电常数达3978,介电损耗为0.05。在低电场下,漏电流密度低至2.5×10-13 A/cm2。在原位直流电场作用下,通过压电力显微镜（PFM）研究了电畴演化过程,观察到1800的电畴反转。同时,Mn-PIMNT薄膜还表现出优异的热释电性能,室温下热释电系数p为6.74×10-4 C/m2K,优于PZT薄膜的热释电系数（p为1.55× 10-4 C/m2K）,探测率优值Fd达到0.9×10-5 Pa-1/2。（2）在获得优良热释电性能薄膜基础上,建立针对新型弛豫铁电薄膜红外探测器的理论模型,分析了其电压响应率（RV）、噪声（Un）和比探测率（D*）,并使用MATLAB模拟计算了不同调制频率下的RV、Un和D*。在对非制冷红外探测器模型进行理论分析的基础上,研究了红外探测器的制备与微加工工艺。主要流程包括弛豫铁电薄膜底电极Pt的刻蚀、上电极及吸收层Cr的制备与图案化、硅基底背面悬空微桥结构的释放。首先使用NLD-570刻蚀显露出底电极Pt,接着使用磁控溅射制备图案化Cr顶部电极,然后使用MA6/BA6光刻机,研究了光刻工艺对光刻胶掩膜图案的平整度、垂直度的影响,制备了硅基底背面16 μm厚的光刻胶掩膜图案。在此基础上通过STS深硅刻蚀进行微桥结构的硅基刻蚀,制备出具有微桥结构的红外探测器灵敏元元件,灵敏元的电极、吸收层图案完整,边缘清晰,悬空薄膜厚度均匀、应力值小,微桥深度达500 μm。在此基础上,封装得到了基于电压模式的薄膜探测器原型器件,在黑体为500 K,斩波器调制频率为10 Hz时,测试了 Mn-PIMNT薄膜红外探测器的输出,为促进相关应用奠定了良好的基础。
徐海笑[2]（2020）在《有机半导体材料的多晶型调控及其电荷传输性能研究》文中研究表明多晶型现象是指一种物质能以两种或两种以上不同的晶体结构存在的现象,又称同质多象或同质异象。相比于无机分子,有机分子的特征是弱的范德华相互作用力,该相互作用使得有机半导体材料在大气环境下可构成多个晶体堆积模式（晶体多晶型）。有机半导体材料的多晶型往往伴随着分子堆积模式的改变,而半导体晶体堆积的差异与电荷载流子迁移率的变化直接相关。在有机半导体材料领域,很多有机半导体材料通过修饰便可以得到不同的分子堆积模式（例如引入Cl、F等吸电子基团改变分子极性等合成方法）,这种改变分子堆积以研究堆积与固态状态之间的敏感关系的方法被称为晶体工程。然而,这种方法也改变了半导体材料本身的化学结构,使得很难建立晶体堆积和电荷输运之间的直接关系。而多晶型调控则消除了对母体半导体分子进行化学修饰的需要,因此被证明是研究固体堆积对电荷传输影响的一个有价值研究途径。由于多晶型之间的化学结构是相同的,所以分子堆积和电荷转移之间的关系可以明确地建立起来。有机场效应晶体管（OFET）的性能很大程度上取决于晶体的堆积结构,因此,可以通过精细调控多晶型及开发先进制备技术从而实现有机场效应晶体管的性能提升。可以肯定的是,有机半导体材料的多晶型调控在不改变化学结构的前提下提供了一个极好的用于研究电荷传输和晶体堆积之间的基本关系的平台。本论文围绕有机半导体材料的多晶型调控及其电荷传输性能的研究开展了多方面的工作,具体的研究工作包括以下三个方面:1:通过表面聚合物辅助法制备了萘二酰亚胺衍生物（α-DPNDI）的新晶相。DPNDI的堆积模式可以通过聚合物（P3HT）的辅助从已知的一维（1D）带状结构（β相）调整为新型的二维（2D）片状结构（α相）。晶体生长过程中聚合物的存在可能会削弱直接的π-π相互作用,并有利于侧面C-H···π接触。此外,在基于单晶的OFET中,β相结构(2.59 cm2V-1s-1)显示出比α相(1.59 cm2V-1s-1)更高的电子迁移率。理论计算不仅证实β-DPNDI具有比α相更好的电子传输性能,而且还表明α-DPNDI晶体显示出2D传输而β相则具有1D传输。结果清楚地表明,聚合物辅助晶体工程应该是改变有机半导体电子特性的一种有前途的方法。2:通过溶剂蒸汽退火（SVA）法制备了基于苝四甲酸二酰亚胺（PDI）衍生物的纳米线。结果发现,由于溶剂蒸汽退火效应,旋涂的薄膜重组为分布在整个基底上的纳米线。结合原子力显微镜和荧光显微镜,PDI8-CN2分子被认为可以通过SVA过程进行长距离和完整的传质以形成一维纳米线,这也证明了其潜在的形貌可定制性。此外,基于此纳米线的有机场效应晶体管显示出稳定的电子迁移率,达到0.15 cm2V-1s-1,这归因于有效的原位重组。由于有机小分子纳米线的广泛应用,这项工作为探索新的高性能微电子和纳米电子学开辟了一种具备吸引力的途径。3:通过一种简单而有效的溶液法制备了二酰亚胺衍生物（4FPEPTC）的两个不同的晶相。通过改变溶液的浓度,可以清楚地观察线状（α相）和带状（β相）两种多晶型在堆积方式和短接触方面都有所不同。此外,基于其微纳晶制备的n沟道OFET表现出明显的电子迁移率,即α相结构的电子迁移率高于β相结构,并且光响应差异明显。理论计算进一步证实了这种现象,这有助于加深对多晶型的结构-性能关系的了解。研究表明,多晶型的研究可以被认为是实现功能特性调制的一种非常有用的方法,进一步推进了有机（光电）电子学的发展。
张洋[3]（2020）在《钙钛矿结构铁电薄膜中能量竞争与畴结构的热力学分析和相场模拟》文中认为铁电材料从发现至今已经有一百年的历史,而从二十世纪五十年代起,随着以钛酸钡、锆钛酸铅为代表的钙钛矿氧化物的发现,铁电性的研究逐渐成为凝聚态物理领域的一个热点.传统上,利用铁电和压电性质,铁电材料被广泛应用到传感器、存储器等方面;现在,随着微观纳米技术的进步,低维复合结构如纳米点、纳米管、超晶格、超材料等的铁电体展现出独特、优异的性能,因而拥有广阔的应用前景.另一方面,热力学唯象理论在上个世纪六十年代就成功解释了铁电材料的宏观性质;基于唯象理论的相场模型进一步在介观尺度上对铁电畴的形成、翻转、调控进行预测;而第一性原理、分子动力学等方法从微观角度深刻地剖析出铁电性的物理背景.在如今高性能计算的快速发展下,这些多尺度的模拟方法正结合在一起,成为铁电领域不可或缺的组成部分.钙钛矿结构铁电材料作为目前研究最多、应用最广的铁电体,一直吸引着人们的目光.钙钛矿铁电薄膜作为其中的佼佼者,具备非常丰富的物理内涵,但也存在着许多挑战.例如,铁电薄膜内部畴结构的形成与能量竞争的关系如何?薄膜的低维特性对铁电体的相变有何作用?如何从铁电薄膜出发,设计出多功能性元件?等等,还需要我们进一步去探索.本论文将从理论模拟的角度,选取钛酸钡和铁酸铋两个非常典型的钙钛矿铁电体,对铁电薄膜进行热力学分析和相场模拟.由于维度的降低和边界条件的复杂化,薄膜结构会展现出块体结构所没有的特征,并导致材料性能的增强.整篇论文的结构如下:第1章简单说明本文的研究背景,介绍铁电体的定义、性质、历史、研究进展、薄膜结构等等,并列举铁电研究涉及的各种方法.另外,本章还对钙钛矿结构和钙钛矿铁电体进行了一些说明.第2章介绍铁电材料的热力学模型和相场方法.本章基于Landau–Gingzburg–Denvonshire唯象理论,对铁电体的自由能包括弹性能、静电能用序参量表示出来.另外,本章介绍了相场模型,包括数值计算的推导、含时演化方程的使用等等.第3章研究了高应变BiFeO3薄膜的畴界.高应变下,BiFeO3会产生超四方相和菱方相的混合.本章总结了两相之间所有可能的畴界类型;利用热力学方法计算出能量最低的畴界方向;利用相场方法分析畴界能量,为实验中的畴界行为提供理论依据.第4章研究了铁酸铋超薄膜的相变.由于界面效应的增强,原来的菱方相会逐渐变成四方相.在一定范围的衬底应变下,两相共存会产生准同型相界,从而极大地增加了材料的压电性能.第5章研究了微观结构钛酸钡铁电体的畴结构.在二维铁电薄膜上通过从上到下技术刻蚀出一些纳米孔阵列,我们发现,由于弹性能和静电能的竞争,原来的条纹畴会发生进一步分裂.同时,孔洞释放了两项能量,材料的压电效应和介电效应都会有一定程度的增强.第6章是总结和展望.
徐子盛[4]（2020）在《插层型驻极体换能器的模型构建和压电特性研究》文中研究指明通过由换能器与管理电路构成的可穿戴电子设备来收集、整合、分析以及反馈人体的多种生理信号及运动行为,能够有效提高人类的生活质量,也将成为5G技术和物联网技术新的重要应用场景。然而,可穿戴电子设备也面临着一些亟待解决的问题。首先,现有基于电池的供能技术限制了可穿戴电子设备的续航时间;其次,刚性可穿戴设备与人体柔软的皮肤、肌肉不匹配易产生不适,尤其对于长时间佩戴的设备,舒适性成为了更加重要的需求考量。基于柔性聚合物驻极体材料来设计换能器是近年来可穿戴设备中能源收集与主动式信号转换领域的研究热点,因此受到了众多研究者的关注。然而,如何通过提升驻极体换能器工作时的转移电荷量来提升器件性能,以及如何减小器件尺寸来优化可穿戴性是需要解决的重要问题。本论文基于驻极体材料全氟乙烯丙烯共聚物（Fluorinated ethylene propylene,FEP）和插层介电聚合物之间存在的静电介质极化,设计了两种插层型驻极体换能器并优化了两者的输出性能,超薄的柔性薄膜形态为其长期穿戴的应用提供了可行性。主要研究内容和结果总结如下:（1）基于驻极体换能器的基本工作原理,阐述了驻极体换能器的结构特征与其输出性能的构效关系,并构建了相应的物理模型,揭示了驻极体表面电荷密度、气隙形态和驻极体厚度等重要的器件参数与转移电荷量之间的内在联系。（2）通过在传统驻极体换能器的气隙中引入介电聚合物,设计了介质阻挡放电和介电串联结构。研究发现插层型结构的驻极体换能器有效抑制了器件工作过程中的空气击穿并阐明了其中击穿抑制的机制,提高了转移电荷量。研究了基于该结构的驻极体换能器参数（驻极体厚度、介电聚合物介电常数、介电聚合物厚度和器件负载等）对器件输出性能的影响,并将驻极体换能器的转移电荷量从～250μC/m2优化提升至～470μC/m2,对应的峰值输出功率可达4.9 W/m2。（3）通过静电相互作用（麦克斯韦应力）组装了具有压电效应的驻极体薄膜（压电驻极体）,并验证了其压电效应源于夹层介电薄膜两侧的异号静电荷所构成的偶极结构。该驻极体薄膜表现出显着的正压电效应和逆压电效应,同时拥有轻质、柔软以及超薄（～25μm）的特性。研究通过选择合理的插层介电材料,制备了压电系数为40p C/N,压电电压系数为1.9 V m/N的压电驻极体换能器,并展示了多种可穿戴电子器件应用,如超薄应变传感器和声学传感器。提出的具有压电特性的复合薄膜新结构也为低成本且易加工的压电驻极体薄膜制造提供了一条新途径。（4）基于静电组装压电驻极体的原理,论文进一步提升了压电驻极体的压电系数,并研究了压电性能的稳定性。通过引入聚偏氟乙烯聚合物（Poly（vinylidene fluoride）,PVDF）为中间介质层,设计了FEP/PVDF/FEP结构压电驻极体薄膜;基于模型优化的PVDF的厚度和驻极体表面电荷密度,显着提升了该压电驻极体薄膜的压电系数（77 p C/N）和逆压电系数（191 pm/V）,并研究了该结构压电驻极体的温度稳定性,为开发具有宽工作温度范围的柔性聚合物压电材料提供了经验。
王梦宇[5]（2020）在《聚偏氟乙烯及其共聚物的结晶行为及压电/铁电性能研究》文中提出在少数具有压电,热释电或铁电性的聚合物中,聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物具有极佳的电活性,可用作为智能材料。其拥有非极性相和极性相,极性相如β晶,γ晶以及δ晶电活性更加优异,故研究出具有高含量的极性相的薄膜具有非常重要的意义。本文分别研究制备了 PVDF单层膜及PVDF/P（VDF-TrFE）双层膜。通过PVDF单层膜研究了 PVDF α向γ’相转变能力,成功制备了高γ晶含量的PVDF薄膜样品。另外,还研究了通过附生的方法制备PVDF/P（VDF-TrFE）双层取向膜,来调控其具体结构使得其铁电性能得以提升。取得的主要结果如下:1.控制聚偏氟乙烯α相到γ’相的相变能力在本研究中,首先在等温结晶过程中获得了α-PVDF球晶,并通过温度程序来控制了α-PVDF球晶的固固相转变的能力。如果在等温结晶过程（步骤1）之后进行降温过程（步骤2）,则在随后的退火过程（步骤3）中,几乎所有在步骤1中形成的α球晶都转变为γ’球晶。相反,若没有步骤2,只有比较少数量的α球晶转变为γ’球晶。通过结合原位表征的方法,监测了退火过程中微观和纳米尺度的结构演变,并揭示了降温过程中形成的α相控制α向γ’相转变能力的机理。最终获得了具有高含量γ相的薄膜,进而也可以促进PVDF在压电/铁电器件中的应用。2.PVDF/(P（VDF-TrFE）双层取向膜的结构与铁电性能为了改善器件的性能,对铁电聚合物薄膜的结构和形态有很高的要求。虽然已经在控制晶体取向方面,很多研究做了很多努力,但是很少有研究通过附生的方法研究P（VDF-TrFE）薄膜。在这项工作中,我们将P（VDF-TrFE）旋涂在取向PVDF薄膜上。样品经历热退火之后,通过原子显微镜（AFM）,红外光谱（IR）和X射线衍射（XRD）系统地表征P（VDF-TrFE）的取向形态和分子取向,可以观察到层状形态的良好有序排布的P（VDF-TrFE）的edge-on片晶,且P（VDF-TrFE）的c轴平行于熔体拉伸方向,b轴垂直于基底。更重要的是,取向的PVDF薄膜诱导使得P（VDF-TrFE）薄膜变得有取向。此外,经压电响应原子力显微镜（PFM）和铁电测试仪测试,PVDF/(P（VDF-TrFE）双层取向膜的压电和铁电性能良好,为制备性能良好的存储器件提供了基础。
王文倩[6]（2019）在《热释电纳米发电机及其在环境能量收集中的应用研究》文中指出随着信息技术的飞速发展,各式各样的电子设备应运而生,对能源的使用提出了新的要求。在能源短缺的大环境下,新能源的开发和利用成为了众多科研人员研究的重点。所谓的新能源,除了一些典型的可再生能源,如风能、太阳能、水能、潮汐能等,还有一种经常被人忽略,甚至被遗弃的——围绕在我们周围环境中的能源,如废热能和机械能等。为了收集这些能源,纳米发电机走入了人们的视线,并在能源收集领域展示出广阔的应用前景。根据不同的发电机理纳米发电机可被分为三种:摩擦电纳米发电机、压电纳米发电机、热释电纳米发电机。这种新型的纳米发电机将我们身边的废热能和机械能收集并转换为电能并能够驱动微小型电子设备,从而摆脱对电源的依赖而形成自供电分布式系统。这对目前迅速发展的物联网具有重要的意义和价值。在本论文中,我们使用柔性的PVDF薄膜制备了一种风力驱动下收集太阳能的光-热-电转换器件,该器件充分利用自然环境中的风能和太阳能的协同作用,利用氧化还原石墨烯的光热转换效应以及风能驱动的周期性光屏蔽使热释电PVDF薄膜形成温度的时间梯度变化,从而输出电能。论文中将热释电效应和海水淡化机理结合,制备了一款能够利用太阳辐射进行海水淡化的蒸发器,同时该装置还能收集蒸汽热能进行发电。该装置利用多孔氧化还原石墨烯的光热转换效应,形成蒸发效应而淡化海水,同时该装置利用蒸汽蒸发-冷凝产生的吸热放热效应在PVDF上产生温变进而通过热释电效应发电。热释电纳米发电机能够将环境中的温度变化转化为电能,而环境中的温度变化是很普遍的现象,因此热释电纳米发电机是环境能量收集的一种低成本,简易化和灵活性的方案。其对于自供电式分布式能源系统构建具有广阔的应用前景。论文对上述两种器件的工作原理做了详细的说明,对器件性能做了系统的测试,并对测试结果进行了深入的分析和讨论。
张园[7]（2019）在《BiFeO3铁电体畴分布特性及动态磁电耦合效应的飞秒激光探测研究》文中进行了进一步梳理铁电材料是一种功能材料,其具有的优异电学和光学性能孕育出了它广阔的应用前景。电畴翻转是铁电材料显示宏观非线性本构行为的微观物理机制,铁电畴的取向直接决定着铁电材料的物理性质和应用方向,而电畴翻转后不同取向铁电畴体积分数的变化则直接与铁电材料及其器件的效率和稳定性挂钩。因此,确定铁电材料的畴取向及其体积分数（分布特性）对铁电器件工程至关重要。多铁性材料作为一种特殊的铁电材料,除具有铁电性外,还兼具有铁磁性等其他铁性序参量,上述铁性序参量之间的磁电耦合效应为高性能电子器件的设计提供了新的自由度。电磁振子作为多铁性材料一类新的元激发,被认为是多铁性材料动态磁电耦合效应的特有产物,其通常指的是磁振子中包含有铁电序参量的涨落。电磁振子蕴含着丰富而有趣的物理现象,厘清其物理特性及产生机制,对追溯多铁性材料动态磁电耦合效应的起源具有重要意义。飞秒激光因具有脉冲超短、峰值功率及电场强度高和光谱较宽等优点,是近年来激光科学发展起来的最强有力的新工具之一。飞秒激光探测技术作为一种全光学探测方法,更具有非接触、非破坏、效率和灵敏度极高等优点,可直接用于研究材料的物理性能及微观机制。基于此,本论文将从建立铁电畴分布特性和动态磁电耦合效应的飞秒激光探测方法入手,以实现上述材料特性的表征来展开,主要研究内容和结果如下:（1）以测量铁电材料的畴分布特性为研究目的,基于光学二次谐波与材料对称性的强关联性和飞秒激光的独特优势,通过探测飞秒激光作用下铁电薄膜产生的光学二次谐波,构造了铁电畴分布特性的方位角-入射光偏振依赖光学二次谐波探测系统,并构建了相关的理论分析模型,结合理论模拟和实验研究结果,建立了铁电畴分布特性的飞秒激光探测方法。（2）以菱方相71°和109°畴壁BiFeO3（BFO）及四方相Pb（Zr0.2Ti0.8）O3、BaTiO3（BTO）和BFO等典型铁电薄膜为例,利用上述方法,研究了铁电薄膜相结构、畴结构、面内畴和面外畴数量对方位角-入射光偏振依赖光学二次谐波信号的影响,并建立了铁电薄膜畴分布特性与光学二次谐波的关系;将上述测得的光学二次谐波信号与构建的相关理论模型进行拟合分析,确定了铁电薄膜的畴分布特性,并得到了其具体的畴分布体积分数数值;该畴分布特性结果与压电力显微镜照片相吻合,确定了光学二次谐波系统测试结果的可靠性,从而实现了铁电薄膜畴分布特性的光学二次谐波测量。（3）以不同斜切角度miscut基底上生长的BTO薄膜为例,建立了 BTO薄膜二阶非线性光学系数与光学二次谐波信号之间的关系,研究了斜切基底应力对BTO薄膜二阶非线性光学系数的影响。研究发现,不同的基底斜切角度会带来不同的应力状态,从而对BTO薄膜的二阶非线性光学系数产生不同的影响,由此,通过不同斜切角度的miscut基底,可实现BTO铁电薄膜二阶非线性光学系数的应力调控。（4）基于太赫兹时域光谱系统,建立了针对多铁性纳米粉体材料动态磁电耦合效应（电磁振子）的飞秒激光探测方法。以Nd掺杂的BFO（BNFO）纳米粉体为例,研究了 BNFO纳米粉体电磁振子的物理特性及产生机制,并分析了掺杂诱导的相变对BNFO纳米粉体电磁振子特性的影响。通过表征BNFO纳米粉体的铁磁性和拉曼等其他性能,确定了 Nd掺杂带来的BFO纳米粉体的结构和性能变化,进一步探讨了掺杂对BNFO纳米粉体电磁振子特性的影响,最终实现了 BFO纳米粉体电磁振子特性的相变调控研究。
李吉蒙[8]（2019）在《柔性热释电薄膜制备工艺及性能优化》文中认为柔性热释电材料作为一种新型材料,其制备的薄膜具有耐腐蚀性、耐氧化性、柔性可弯曲等优点,在红外热成像系统、红外报警系统、热释电探测系统等很多领域有着很好的应用前景。基于此,本论文对PVDF基柔性热释电薄膜的制备工艺进行了研究,主要研究内容如下:1、采用常规的三步法研究PVDF热释电薄膜的制备,首先是成膜,方法包括流延法、热压法和旋涂法。这一步通常制备出的薄膜晶体结构主要为α相,对薄膜进行拉伸可以提高β相含量,再进行热极化使PVDF薄膜具有热释电性能。之后通过SEM观察薄膜的表面结构,利用XRD和FTIR研究薄膜的晶体结构,验证了经过拉伸和极化可以提高薄膜的β相含量。通过搭建的热释电测试平台测试薄膜的热释电系数,表明拉伸比越大、极化电场强度越高薄膜的热释电性能越好。2、提出制备PVDF薄膜的流延-拉伸复合工艺,该工艺不需要高温拉伸,也不需要高温极化,而是在成膜的过程中拉伸,制备的薄膜直接具有热释电性能。通过表征后分析可知,薄膜的β相含量随着成膜温度升高先变大后减小,β相含量随剩余极化强度、介电常数、热释电系数的变化也是如此。通过实验分析可知PVDF薄膜在溶液浓度为25%、拉伸速率为20 cm.s-1、拉伸长度为15 cm、成膜温度为80oC时获得最佳的热释电性能。通过搭建的偶极子取向测定装置进行测试和分析,证明流延-拉伸复合工艺制备的PVDF薄膜中偶极子在垂直方向有一定分量。之后将成膜板进行氢键处理,得到的薄膜具有更优良的热释电性能,证明流延-拉伸复合工艺制备的PVDF薄膜直接具有热释电性能是由于成膜板的氢键诱导作用。3、探索了三种简易新颖的方法来提升PVDF薄膜热释电性能:（1）方法一是采用叠层结构,将PVDF薄膜上下两层薄膜的热释电响应叠加,使相同薄膜面积具有更大的热释电响应。测试结果验证了这一设想,但所获得的响应信号比两层膜响应信号的和小。（2）方法二是在铁电相中掺入高热膨胀系数的非铁电相,通过增大复合薄膜的热膨胀系数来改进薄膜的热释电性能。实验结果表明当PMMA与P（VDF-TrFE）共混比例小于3:10时,共混薄膜的热释电响应信号是有小幅提高,最高可提升5%。（3）方法三是将粒径较大的PE颗粒掺入PVDF薄膜中增大薄膜表面积,提高表面热吸收率进而提高热释电性能。实验结果表明当颗粒的混入比例小于3:10时,共混薄膜的热释电响应信号最高可提升约3.8%。
李龙[9]（2018）在《P（VDF-TrFE）性能及其薄膜器件结构优化的研究》文中指出铁电材料属于功能型材料的一种,除了具有特有的铁电性之外,还具有其它多种电性能。如:热释电性、介电性、电光效应、压电性、声光效应和非线性光学效应等。通常情况下,铁电材料是以薄膜的形式应用于各类电子产品中。近些年来,随着薄膜制备技术的提高,铁电薄膜材料在非易失性存储器、传感器、电容器、能量收集器等方面的研究也越来越成熟。这些功能型电子产品在汽车工业、信息技术、航空航天和船舶重工等高端技术领域有巨大的应用潜能。有机铁电材料相比无机铁电来说具有柔顺性好、易成膜、低压反转和兼容性强等特点成为研究关注的热点。聚偏氟乙烯（PVDF）与其共聚物聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）（P（VDF-TrFE））是最为典型的有机铁电材料。本论文研究工作主要以不同结构的有机铁电薄膜电容器为基础,分析电极结构效应、厚度、电活性界面层和温度等因素作用于P（VDF-TrFE）铁电超薄膜的性能机理,如:极化、疲劳和畴反转特性等。本工作重点介绍了P（VDF-TrFE）铁电薄膜极化反转过程中疲劳现象,通过理论模型分析极化铁电畴疲劳机制。此外,还分析了RC模型中探针电阻值（RP）、漏电阻（RL）、界面层电阻值（RI）和界面层电容（CI）的变化对于铁电超薄膜电容器反转速度的影响。本文研究内容如下:（1）铁电薄膜电容器采用不同的电极结构,研究了结构效应对P（VDF-TrFE）铁电薄膜性能的影响。结果表明:采用线电极结构能够有效地改善P（VDF-TrFE）铁电薄膜的极化和疲劳性能,并用电荷补偿机制模型解释了铁电薄膜性能得到提升的原因。极化反转过程中线电极结提供了足够多的注入电荷保持铁电畴反转过程中的活性,使得疲劳极化性能得到了显着的改善。（2）本工作分析了以旋涂法制备的厚度为70 nm的P（VDF-TrFE）铁电薄膜,基于线电极厚度和宽度影响下薄膜电容器性能的变化。结果表明:不同电极厚度极化的变化趋势基本相同,极化强度的变化随电压的增强呈现出“S”型曲线变化。然而,随电极厚度的增加极化速率达到最大值的电压越小。相对极化随着电极厚度的增加而出现降低趋势。此外,电极宽度相同的条件下,驱动电压随着电极厚度的增加而降低。（3）本工作进一步分析了RC模型中探针电阻值（RP）、漏电阻（RL）、界面层电阻值（RI）和界面层电容（CI）的变化对于铁电超薄膜电容器反转速度的影响。结果表明:在较大的RP值条件下,更多的自由电荷被钉扎束缚,形成陷阱电荷,从而导致器件反转能力下降,即反转时间τ增加。漏电阻越大的器件造成的漏电流较小,电滞回线矩形特征明显,器件完成快速读写,使得器件具有良好的性能。此外,随界面层电阻RI值的增大,器件读写速度受到抑制;然而,界面层电容CI的值越大,会由于分压效应,导致UF增大,从而促使读写能够更快完成。
白玉龙[10]（2018）在《铁性薄膜电、磁、热性能调控与机理研究》文中研究表明铁性薄膜由于其奇异的物理和化学性质而受到普遍关注,并成为材料科学领域的研究热点。近年来在交换偏置、磁电耦合、光电转换、固态制冷等领域的广泛应用使得铁性薄膜成为纳米技术和凝聚态物理的研究重点。这些应用集中在多铁纳机电系统、弱磁探测技术、铁电光伏太阳能电池、高效电卡、磁卡固态制冷。本文的工作主要是针对上述新问题、新行为开展的,着眼于纳米结构和相关器件的基础研究。主要包括以下几个题目:1.团簇组装磁性纳米薄膜的磁畴结构、磁致伸缩与交换偏置效应低能团簇束流淀积方法制备磁性SmCo合金薄膜,通过真空原位退火调控团簇颗粒尺度决定的磁畴结构。团簇颗粒尺度变大使得超顺磁结构转换成磁单畴,SmCo团簇薄膜表现出磁致伸缩效应的增强,从而具有更高的饱和磁致伸缩系数和低磁场下强线性的磁致伸缩效应。核壳结构Co/Co O磁性纳米薄膜中铁磁/反铁磁（FM/AFM）的界面钉扎导致了交换偏置效应,且随着温度的降低而更加明显。单相FeMn合金薄膜中观察到了很强交换偏置效应,低温下反铁磁性团簇部分发生相变转换为自旋玻璃（spin glass）态,构成spin glass型交换偏置且spin glass态与反铁磁序之间的竞争随着温度降低而加剧,交换偏置效应更加明显。同时研究了锤炼（training effect）效应。2.赝1-3多铁异质结构薄膜磁电耦合效应的团簇组装与调控Bi5Ti3FeO15/FeGa/Bi5Ti3FeO15赝1-3多铁异质结构薄膜在室温下有巨磁电耦合效应。一方面是硬质衬底上Bi5Ti3FeO15缓冲层极大的释放了衬底的“夹持”效应。另一方面是团簇组装的FeGa圆盘与Bi5Ti3FeO15压电基质形成了多界面,这非常有利于界面应力的传递。此外,压电基质包裹覆盖磁致伸缩FeGa圆盘形成的赝1-3异质结构薄膜包含单相多铁Bi5Ti3FeO15的磁电耦合效应和异质结构薄膜中磁致伸缩-界面应力-压电效应所引起的磁电耦合效应。团簇组装的Ni-NiO核壳结构具有室温交换偏置效应,磁交换偏置导致了磁致伸缩的偏置,从而在Bi5Ti3FeO15/Ni-NiO/Bi5Ti3FeO15赝1-3多铁异质结构薄膜中诱导出室温的磁电偏置效应,并建立了磁畴演化与磁电偏置的关系。3.Bi5Ti3FeO15薄膜铁电光伏效应与调控光照下铁电薄膜产生电子-空穴对,在去极化电场和内建电场共同作用下向电极两侧定向移动并积累形成开路电压和短路电流。铁电薄膜长时间工作会产生铁电疲劳,进而导致铁电光伏效应减弱。稀土Ho元素掺杂可以调控Bi5Ti3FeO15铁电薄膜的带隙,抗疲劳能力提升。更重要的是铁电光伏效应也随之提升,体现在开路电压VOC和短路电流JSC都随着Ho掺杂明显增大。但是Bi5Ti3FeO15铁电薄膜作为太阳能电池其VOC和JSC的数值都远小于理论值。铁电薄膜的电介质本性使得内电阻很大,抑制了VOC和JSC的数值。调控内阻来调控铁电光伏效应,引入低带隙宽度的Ag2O纳米颗粒分散到Bi5Ti3FeO15薄膜。去极化场驱动光生电子-空穴对分离的过程中施加外磁场会发生Jahn-Teller distortion,Fe元素价态震荡形成的跃迁电子在次带中通过eg2-O2p-eg0相互作用会部分被Ag2O界面捕获形成导电界面。内阻变小从而VOC和JSC都大幅度提升,撤去磁场时导电界面消失内阻变大,VOC和JSC都减小。4.基于电卡效应和磁卡效应的固态制冷技术固态卡效应致冷技术及相关器件可以在铁电有序和自旋有序的纳米薄膜中实现局部制冷,从而满足微纳电子系统的要求。在相变点附近有巨大的熵变,对应着最大绝热温变。Bi5Ti3FeO15/BiFeO3异质结构薄膜在Curie温度以下一定范围内铁电极化会随着温度上升而上升。这种现象定义为负电卡效应,可以实现加电场制冷。而在双钙钛矿氧化物薄膜La2Co MnO6中自旋有序随着温度降低增加,是一种正磁卡效应,可以实现去磁场制冷。在相变点附近自旋有序发生突变,对应着最大的磁熵变和最大绝热温变。
二、有序组装超薄膜热释电性能的优化研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、有序组装超薄膜热释电性能的优化研究（论文提纲范文）
（1）基于硅衬底的三方相高居里点PIN-PMN-PT弛豫铁电薄膜制备及非制冷红外探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热释电效应 |
| 1.3 热释电红外探测器基本原理 |
| 1.4 国内外热释电红外探测器研究现状 |
| 1.5 热释电材料的研究现状 |
| 1.6 论文的研究目标和内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法和内容 |
| 2.1 实验内容 |
| 2.2 弛豫铁电薄膜的制备 |
| 2.3 弛豫铁电薄膜的性能测试 |
| 2.3.1 介电性能测试 |
| 2.3.2 铁电性能测试 |
| 2.3.3 I-V性能测试 |
| 2.3.4 热释电性能测试 |
| 2.4 热释电红外探测器制作流程和性能测试系统 |
| 2.4.1 热释电红外探测器制作流程 |
| 2.4.2 热释电性能测试系统 |
| 第3章 Mn-PIMNT薄膜的制备、结构与电性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LSCO导电缓冲层的制备及性能调控 |
| 3.2.1 沉积温度对LSCO结构与电性能影响 |
| 3.2.2 沉积氧压对LSCO结构与电性能影响 |
| 3.3 Mn-PIMNT弛豫铁电薄膜制备研究 |
| 3.3.1 沉积温度对Mn-PIMNT结构与电性能影响 |
| 3.3.2 沉积氧压对Mn-PIMNT结构与电性能影响 |
| 3.3.3 Mn-PIMNT薄膜极化条件探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 热释电探测器的理论模型和仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热释电探测器的理论模型 |
| 4.3 弛豫铁电薄膜探测器的性能仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于Mn-PIMNT薄膜单元红外探测器制备研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于MEMS技术的红外探测器制备工艺研究 |
| 5.2.0 灵敏元结构设计及制备流程 |
| 5.2.1 图形转移的光刻技术 |
| 5.2.2 薄膜的正面光刻胶保护层 |
| 5.2.3 Mn-PIMNT薄膜刻蚀工艺研究 |
| 5.2.4 Mn-PIMNT薄膜吸收层及微桥结构制备 |
| 5.2.5 Mn-PIMNT薄膜红外探测器制备与性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）有机半导体材料的多晶型调控及其电荷传输性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 有机电子学 |
| 1.3 有机场效应晶体管 |
| 1.3.1 有机场效应晶体管的基本结构 |
| 1.3.2 有机场效应晶体管的工作原理 |
| 1.3.3 有机场效应晶体管的性能参数 |
| 1.4 有机半导体材料 |
| 1.4.1 有机小分子 |
| 1.4.2 有机聚合物 |
| 1.4.3 有机半导体多晶型 |
| 1.4.4 有机半导体多晶型在有机场效应晶体管中的应用 |
| 1.5 有机半导体多晶型的调控方法 |
| 1.6 本论文的选题依据及意义 |
| 第二章 聚合物辅助调控有机半导体多晶型改变电荷输运 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 α和β相晶体 |
| 2.3.2 晶体微观结构 |
| 2.3.3 器件制备及表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 溶剂蒸汽退火法制备一维PDI_8-CN_2自组装纳米线 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 自组装纳米线的微观结构 |
| 3.3.2 溶剂蒸汽退火 |
| 3.3.3 器件制备及表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PDI衍生物自组装多晶型在光响应OFET中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 α相和β相晶体 |
| 4.3.2 晶体的微观结构 |
| 4.3.3 OFET器件的光电特性 |
| 4.3.4 理论计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的学术会议 |
| 致谢 |
（3）钙钛矿结构铁电薄膜中能量竞争与畴结构的热力学分析和相场模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多铁性、铁电性与铁电薄膜 |
| 1.1.1 物质的铁性和多铁性材料 |
| 1.1.2 电介质的物理性质及分类 |
| 1.1.3 铁电研究的历史与应用 |
| 1.1.4 铁电畴结构和铁电薄膜 |
| 1.2 铁电材料的研究方法 |
| 1.2.1 铁电材料的实验手段 |
| 1.2.2 铁电材料的理论基础 |
| 1.2.3 铁电材料的模拟计算 |
| 1.3 钙钛矿结构铁电体 |
| 1.3.1 钙钛矿结构及钙钛矿铁电体 |
| 1.3.2 钛酸钡材料 |
| 1.3.3 铁酸铋材料 |
| 1.4 本论文的目的和主要研究内容 |
| 第2章 理论背景和模拟方法 |
| 2.1 铁电材料的热力学唯象分析 |
| 2.1.1 Landau相变理论 |
| 2.1.2 弹性能的贡献 |
| 2.1.3 Landau–Gingzburg理论 |
| 2.1.4 Landau–Gingzburg–Denvonshire唯象理论 |
| 2.1.5 自由能的热力学表达 |
| 2.2 铁电材料的相场模型 |
| 2.2.1 序参量和演化方程 |
| 2.2.2 铁电体的自由能 |
| 2.2.3 钙钛矿铁电体的相场模型 |
| 2.3 相场模拟的数值方法 |
| 2.3.1 力学平衡 |
| 2.3.2 电学平衡 |
| 2.3.3 半隐式傅里叶谱法 |
| 第3章 高应变铁酸铋薄膜的畴界分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 铁电畴界和协调条件 |
| 3.1.2 铁酸铋的超四方相 |
| 3.1.3 本工作的介绍 |
| 3.2 畴界能量的热力学分析 |
| 3.2.1 畴界能 |
| 3.2.2 突变界面的静电能与电学失调 |
| 3.2.3 突变界面的弹性能与力学失调 |
| 3.2.4 畴界方向的确定 |
| 3.2.5 应变导致的相分离 |
| 3.2.6 小结 |
| 3.3 铁酸铋的畴与畴界 |
| 3.3.1 铁酸铋内的畴 |
| 3.3.2 铁酸铋内的畴界 |
| 3.4 铁酸铋畴界的结果与讨论 |
| 3.4.1 相场模型 |
| 3.4.2 电学和力学失调效应 |
| 3.4.3 应变导致的相分离效应 |
| 3.4.4 高压缩应变铁酸铋薄膜中的准同型相界 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 铁酸铋超薄膜中的纯四方相 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 铁电超薄膜 |
| 4.1.2 铁酸铋超薄膜的研究进展 |
| 4.1.3 本工作的介绍 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.2.1 自由能的唯象描述 |
| 4.2.2 模拟系数的选择与拟合 |
| 4.3 模拟结果与分析 |
| 4.3.1 四方相的热力学分析 |
| 4.3.2 铁酸铋超薄膜的相场模拟 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 纳米孔阵列下钛酸钡薄膜的畴分裂 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 铁电薄膜的条纹畴和边界效应 |
| 5.1.2 微观铁电体的制备工艺 |
| 5.1.3 本工作的介绍 |
| 5.2 理论模型与方法 |
| 5.2.1 自由能表达式与系数 |
| 5.2.2 模拟过程及蒙特卡罗方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 正方形纳米孔的畴结构及能量分析 |
| 5.3.2 三角形形纳米孔的畴结构及能量分析 |
| 5.3.3 材料的压电性和介电性 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 简历与科研成果 |
（4）插层型驻极体换能器的模型构建和压电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性可穿戴系统 |
| 1.3 可穿戴自供能换能器 |
| 1.4 可穿戴驻极体换能器 |
| 1.5 本论文的选题思路及主要研究内容 |
| 2 高转移电荷量的插层型驻极体换能器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 插层型驻极体换能器的制备 |
| 2.3 驻极体换能器的Paschen击穿效应分析 |
| 2.4 插层型驻极体换能器的性能研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于静电组装的插层型驻极体换能器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静电组装压电驻极体的制备及表征 |
| 3.3 静电组装压电驻极体的理论模型 |
| 3.4 静电组装压电驻极体的力学和压电性能表征 |
| 3.5 静电组装压电驻极体换能器的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高压电系数的插层型驻极体换能器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高压电系数插层型压电驻极体的制备与表征 |
| 4.3 高压电系数插层型压电驻极体的理论模型 |
| 4.4 高压电系数插层型压电驻极体的力学和压电性能 |
| 4.5 高压电系数插层型压电驻极体换能器的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本文的主要创新点 |
| 5.3 后续工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请专利目录 |
| 附录3 本论文所用测试仪器型号 |
| 附录4 中英文缩写对照表 |
（5）聚偏氟乙烯及其共聚物的结晶行为及压电/铁电性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 PVDF概述 |
| 1.1.1 PVDF的相转变行为 |
| 1.1.2 PVDF γ相的制备方式 |
| 1.1.3 PVDF的电活性及其应用 |
| 1.2 P(VDF-TrFE)概述 |
| 1.2.1 P(VDF-TrFE)薄膜的制备方式 |
| 1.2.2 P(VDF-TrFE)薄膜性能的影响因素 |
| 1.2.3 P(VDF-TrFE)薄膜晶体取向的研究 |
| 1.3 本课题的主要内容和创新点 |
| 第二章 控制PVDF α-γ'相转变能力的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与样品制备 |
| 2.2.2 仪器与表征手段 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PVDF α-γ'相转变的POM表征 |
| 2.3.2 PVDF α-γ'相转变的XRD表征 |
| 2.3.3 PVDF α-γ'相转变的FTIR表征 |
| 2.3.4 PVDF α-γ'相转变的POM表征(较大倍数) |
| 2.3.5 PVDF α-γ'相转变的AFM表征 |
| 2.3.6 影响PVDF α-γ'相转变的因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 PVDF/P(VDF-TrFE)双层取向薄膜的结构及性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 仪器与表征手段 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的AFM表征 |
| 3.3.2 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的TEM表征 |
| 3.3.3 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的FTIR表征 |
| 3.3.4 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的GIXD表征 |
| 3.3.5 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的PFM表征 |
| 3.3.6 PVDF/P(VDF-TrFE)双层铁电聚合物薄膜的MFM器件的测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验结论 |
| 参考文献 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（6）热释电纳米发电机及其在环境能量收集中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 能源危机 |
| 1.1.2 可再生能源的探索与发展 |
| 1.2 纳米发电机 |
| 1.2.1 传统发电机 |
| 1.2.2 纳米发电机 |
| 第二章 基于光热转换和热释电效应的纳米发电机及其在太阳能收集中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热释电发电机的制作和相关测试 |
| 2.2.1 热释电材料的选择 |
| 2.2.2 聚偏氟乙烯(PVDF)的结构和性能 |
| 2.2.3 电极材料的选择 |
| 2.2.4 热释电发电机的制作 |
| 2.2.5 PVDF薄膜的数据测试 |
| 2.3 测试结果及分析 |
| 2.3.1 PVDF的结构分析 |
| 2.3.2 热释电发电机的性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于多孔石墨烯光热效应的海水淡化和热释电纳米发电机的集成应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维石墨烯与3D打印石墨烯 |
| 3.3 海水淡化和能量收集装置的制作与测试 |
| 3.3.1 海水淡化和能量收集装置的制作 |
| 3.3.2 制备和测试阶段使用的仪器和药品 |
| 3.3.3 测试结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结和展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（7）BiFeO3铁电体畴分布特性及动态磁电耦合效应的飞秒激光探测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电材料的畴分布特性 |
| 1.1.1 铁电材料的概述 |
| 1.1.2 铁电畴的概述 |
| 1.1.3 铁电材料畴分布特性定量分析的重要性 |
| 1.1.4 铁电材料畴分布特性定量分析观测方法的研究进展 |
| 1.2 单相多铁性材料的磁电耦合效应 |
| 1.2.1 单相多铁性材料的概述 |
| 1.2.2 单相多铁性材料磁电耦合效应的起源 |
| 1.2.3 单相多铁性材料的静态磁电耦合效应 |
| 1.2.4 单相多铁性材料的动态磁电耦合效应(电磁振子) |
| 1.3 飞秒激光表征铁电畴分布特性和电磁振子特性的优越性 |
| 1.3.1 飞秒激光的概述 |
| 1.3.2 飞秒激光表征铁电畴分布特性的研究进展 |
| 1.3.3 飞秒激光表征电磁振子特性的研究进展 |
| 1.4 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 1.4.1 本论文的选题依据 |
| 1.4.2 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 铁电畴分布特性飞秒激光探测方法的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铁电畴分布特性光学二次谐波探测系统的搭建 |
| 2.2.1 非线性光学的简介 |
| 2.2.2 光学二次谐波的简介 |
| 2.2.3 铁电畴分布特性光学二次谐波探测系统的搭建 |
| 2.3 铁电畴分布特性光学二次谐波探测分析模型的建立 |
| 2.3.1 入射光偏振依赖光学二次谐波分析模型的建立 |
| 2.3.2 方位角-入射光偏振依赖光学二次谐波分析模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 菱方相BiFeO_3铁电畴分布特性的飞秒激光探测研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 菱方相71°畴壁BiFeO_3薄膜铁电畴分布特性的探测分析 |
| 3.3 菱方相109°畴壁BiFeO_3薄膜铁电畴分布特性的探测分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 四方相BiFeO_3铁电畴分布特性的飞秒激光探测研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 经典四方相铁电薄膜畴分布特性的飞秒激光探测研究 |
| 4.2.1 四方相BaTiO_3薄膜二阶非线性光学系数的调控研究 |
| 4.2.2 四方相BaTiO_3薄膜铁电畴分布特性的探测分析 |
| 4.2.3 四方相Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3铁电薄膜畴分布特性的探测分析 |
| 4.3 四方相BiFeO_3薄膜铁电畴分布特性的探测分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiFeO_3动态磁电耦合效应的飞秒激光探测研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动态磁电耦合效应(电磁振子)探测方法的建立 |
| 5.2.1 动态磁电耦合效应(电磁振子)测试系统的建立 |
| 5.2.2 动态磁电耦合效应(电磁振子)分析模型的建立 |
| 5.3 BiFeO_3纳米粉体的电磁振子特性研究 |
| 5.4 Nd掺杂对BiFeO_3纳米粉体电磁振子特性的影响研究 |
| 5.4.1 Nd掺杂对BiFeO_3纳米粉体结构的影响 |
| 5.4.2 Nd掺杂对BiFeO_3纳米粉体电磁振子特性的影响 |
| 5.5 Nd掺杂对BiFeO_3纳米粉体其它性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和专利 |
（8）柔性热释电薄膜制备工艺及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 柔性热释电薄膜国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 PVDF柔性热释电薄膜的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PVDF柔性热释电薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 实验条件 |
| 2.2.2 PVDF柔性热释电薄膜的制备 |
| 2.2.2.1 流延法制备PVDF柔性热释电薄膜 |
| 2.2.2.2 热压法制备PVDF柔性热释电薄膜 |
| 2.2.2.3 旋涂法制备PVDF柔性热释电薄膜 |
| 2.2.2.4 总结 |
| 2.2.3 PVDF薄膜的拉伸 |
| 2.2.4 PVDF薄膜的极化 |
| 2.3 PVDF柔性热释电薄膜的特征与分析 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.4 铁电测试 |
| 2.3.5 热释电测试 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 流延-拉伸复合工艺 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 流延-拉伸复合工艺薄膜的制备方法 |
| 3.2.1 实验条件 |
| 3.2.2 流延-拉伸复合工艺薄膜的制备过程 |
| 3.2.3 流延-拉伸复合工艺不同溶液浓度制备PVDF薄膜 |
| 3.2.4 流延-拉伸复合工艺不同拉伸速率制备PVDF薄膜 |
| 3.2.5 流延-拉伸复合工艺不同拉伸长度制备PVDF薄膜 |
| 3.2.6 流延-拉伸复合工艺不同成膜温度制备PVDF薄膜 |
| 3.3 流延-拉伸复合工艺不同成膜温度制备PVDF薄膜的特征与分析 |
| 3.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 3.3.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 3.3.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 3.3.4 介电测试 |
| 3.3.5 铁电测试 |
| 3.3.6 热释电测试 |
| 3.3.7 偶极子取向测定 |
| 3.3.8 对成膜基板氢键处理 |
| 3.3.9 对薄膜进行正向和反向极化处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PVDF热释电性能提升新方法探索 |
| 4.1 双层膜结构法 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 实验条件 |
| 4.1.3 双层膜的制备过程 |
| 4.1.4 双层膜的极化 |
| 4.1.5 热释电测试 |
| 4.2 热膨胀系数法 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 实验条件 |
| 4.2.3 高热膨胀系数薄膜的制备 |
| 4.2.4 热释电测试 |
| 4.3 高热吸收率法 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 实验条件 |
| 4.3.3 高表面的热吸收率薄膜的制备 |
| 4.3.4 热释电测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究内容总结 |
| 5.2 对进一步研究的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（9）P（VDF-TrFE）性能及其薄膜器件结构优化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电体概述及其性能 |
| 1.1.1 铁电材料的发展史 |
| 1.1.2 铁电材料的分类 |
| 1.1.3 铁电性 |
| 1.2 铁电材料的应用 |
| 1.2.1 非易失性铁电存储器 |
| 1.2.2 电容器 |
| 1.2.3 能源收集器 |
| 1.3 有机铁电材料PVDF及共聚物P(VDF-TrFE) |
| 1.3.1 PVDF及共聚物P(VDF-TrFE)结构及性能 |
| 1.3.2 有机铁电材料极化反转动力学 |
| 1.4 有机铁电薄膜的制备方法 |
| 1.4.1 分子束外延法 |
| 1.4.2 Langmuir-Blodgett |
| 1.4.3 旋涂法 |
| 1.5 课题的研究背景意义及内容 |
| 1.5.1 研究背景意义 |
| 1.5.2 本文创新点及主要研究内容 |
| 第二章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.2.1 主要实验材料 |
| 2.2.2 主要实验设备 |
| 2.3 实验表征方法 |
| 2.3.1 原子力显微镜 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3.3 Alpha-step500 表面轮廓测量仪 |
| 2.3.4 Premier II铁电测试仪 |
| 第三章 电极结构对P(VDF-TrFE)超薄膜电容器作用机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及步骤 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 退火温度对极化性能的影响 |
| 3.3.2 电极结构对P(VDF-TrFE)薄膜电容器极化性能的影响 |
| 3.3.3 电极结构对P(VDF-TrFE)薄膜疲劳性能的影响 |
| 3.3.4 电极结构对P(VDF-TrFE)薄膜驱动电压的影响 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 P(VDF-TrFE)超薄膜电容器电极类型作用机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与步骤 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 P(VDF-TrFE)铁电薄膜的极化与电极作用影响 |
| 4.3.2 电极类型对于驱动电压和WC条件下的作用影响 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 RC模型P(VDF-TrFE)超薄膜电容器反转作用机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与步骤 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 RC理论模型分析与反转动力学基础 |
| 5.3.2 RC模型RP、RL、CI和CF的变化对于反转速度的影响 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）铁性薄膜电、磁、热性能调控与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究现状与相关问题 |
| 1.1.1 团簇组装纳米薄膜与性能 |
| 1.1.2 多铁薄膜与磁电耦合 |
| 1.1.3 铁电薄膜光伏效应 |
| 1.1.4 固态制冷技术 |
| 1.2 本工作的研究内容和拟解决问题 |
| 1.2.1 本文的研究内容 |
| 1.2.2 本文的创新点及拟解决问题 |
| 本章参考文献 |
| 第二章 实验技术与方法 |
| 2.1 高质量薄膜制备与相关技术 |
| 2.1.1 化学溶胶凝胶法 |
| 2.1.2 团簇束流沉积 |
| 2.1.3 脉冲激光沉积技术 |
| 2.2 薄膜表征技术原理和相关设备 |
| 2.2.1 结构表征 |
| 2.2.2 物性表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第三章 团簇组装磁性纳米薄膜性能调控 |
| 3.1 团簇组装纳米薄膜的交换偏置效应 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 Core–shellCo/CoO纳米团簇制备及表征技术 |
| 3.1.3 Co/CoOcore–shell纳米团簇微结构与交换偏置效应 |
| 3.1.4 结论与分析 |
| 3.1.5 合金团簇FeMn薄膜的制备与微结构 |
| 3.1.6 Spin-glass型交换偏置及磁锤炼效应 |
| 3.1.7 结论与分析 |
| 3.2 合金团簇SmCO薄膜的磁致伸缩与磁畴结构调控 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 纳米团簇薄膜的制备与微结构 |
| 3.2.3 物相结构与磁性分析 |
| 3.2.4 纳米团簇薄膜的磁畴、磁致伸缩调控 |
| 3.2.5 结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第四章 多铁赝1-3异质结构磁电耦合调控、团簇修饰 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BTFO/FeGa/BTFO赝1-3异质结构巨磁电效应 |
| 4.2.1 赝1-3异质结构薄膜制备 |
| 4.2.2 BTFO/FeGa/BTFO薄膜物相与微结构 |
| 4.2.3 薄膜铁电性与磁介电性分析 |
| 4.2.4 赝1-3异质结构薄膜磁电耦合与机理 |
| 4.2.5 结论与分析 |
| 4.3 团簇组装核壳赝1-3异质结构偏置磁电耦合 |
| 4.3.1 团簇组装核壳BTFO/Ni-NiO/BTFO赝1-3异质结构制备 |
| 4.3.2 BTFO/Ni-NiO/BTFO薄膜物相、微结构分析 |
| 4.3.3 核壳赝1-3异质结的电畴翻转与铁电性 |
| 4.3.4 BTFO/Ni-NiO/BTFO赝1-3核壳异质结的交换偏置效应、磁畴 |
| 4.3.5 赝1-3核壳异质结偏置磁电耦合与机理分析 |
| 4.3.6 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第五章 Bi_5Ti_3FeO_(15)多铁薄膜铁电光伏效应与调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稀土HO元素掺杂和周期性电场调控Bi_5Ti_3FeO_(15)铁电薄膜光伏效应 |
| 5.2.1 Bi_5Ti_3FeO_(15)、Bi_(4.75)Ho_(0.25)Ti_3FeO_(15)薄膜制备及实验设计 |
| 5.2.2 BTFO、BHTFO薄膜物相与微结构分析 |
| 5.2.3 周期性电场、光照调控BTFO、BHTFO薄膜铁电光伏效应与机理分析 |
| 5.2.4 稀土Ho掺杂调控带隙、光电效应机理分析 |
| 5.2.5 结论与分析 |
| 5.3 Ag_2O纳米颗粒分散和磁场对内电阻、光伏效应调控 |
| 5.3.1 Bi_5Ti_3FeO_(15)·x%Ag_2O多界面薄膜制备及实验设计 |
| 5.3.2 多界面薄膜物相与微结构分析 |
| 5.3.3 Ag_2O纳米颗粒分散和磁场调控铁电光伏效应 |
| 5.3.4 Ag_2O界面和磁场调控内电阻、光伏效应机理 |
| 5.3.5 结论与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第六章 钙钛矿铁性薄膜固态制冷效应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 薄膜异质结构的电卡效应 |
| 6.2.1 薄膜异质结构电卡效应测试实验设计 |
| 6.2.2 物相结构、变温电容 |
| 6.2.3 弛豫特性的介电温谱、热释电效应 |
| 6.2.4 准一级相变比热、熵变、卡效应 |
| 6.2.5 卡效应机制分析与概念器件 |
| 6.2.6 结论与分析 |
| 6.3 双钙钛矿薄膜磁卡效应 |
| 6.3.1 双钙钛矿薄膜制备及表征技术 |
| 6.3.2 双钙钛矿薄膜的相结构和微观形貌 |
| 6.3.3 介电温谱、磁相变 |
| 6.3.4 磁卡效应、卡诺循环 |
| 6.3.5 结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及授权专利（着） |
四、有序组装超薄膜热释电性能的优化研究（论文参考文献）
- [1]基于硅衬底的三方相高居里点PIN-PMN-PT弛豫铁电薄膜制备及非制冷红外探测器研究[D]. 黎梓浩. 上海师范大学, 2021(07)
- [2]有机半导体材料的多晶型调控及其电荷传输性能研究[D]. 徐海笑. 南京邮电大学, 2020(03)
- [3]钙钛矿结构铁电薄膜中能量竞争与畴结构的热力学分析和相场模拟[D]. 张洋. 南京大学, 2020(09)
- [4]插层型驻极体换能器的模型构建和压电特性研究[D]. 徐子盛. 华中科技大学, 2020(01)
- [5]聚偏氟乙烯及其共聚物的结晶行为及压电/铁电性能研究[D]. 王梦宇. 北京化工大学, 2020(02)
- [6]热释电纳米发电机及其在环境能量收集中的应用研究[D]. 王文倩. 厦门大学, 2019(01)
- [7]BiFeO3铁电体畴分布特性及动态磁电耦合效应的飞秒激光探测研究[D]. 张园. 湘潭大学, 2019(12)
- [8]柔性热释电薄膜制备工艺及性能优化[D]. 李吉蒙. 电子科技大学, 2019(01)
- [9]P（VDF-TrFE）性能及其薄膜器件结构优化的研究[D]. 李龙. 上海工程技术大学, 2018
- [10]铁性薄膜电、磁、热性能调控与机理研究[D]. 白玉龙. 内蒙古大学, 2018(12)