基于YBCO底电极的PZT铁电薄膜的制备及性能研究的任务书.docx

基于YBCO底电极的PZT铁电薄膜的制备及性能研究的任务书
一、研究背景
铁电材料具有独特的压电、机械致电和傅里叶透射等性质，广泛应用于探测、换能及传感器、MEMS等领域。铁电薄膜是发展铁电器件的基础，同时，其性能直接影响器件的工作性能。因此，铁电薄膜的制备、性能及应用研究一直是热点领域之一。
YBCO作为高温超导材料，在铁电薄膜制备中具有多种优点：其引线具有良好的导电性、易于处理等优点；其超导临界温度与铁电垂直极化方向相似，具有优异的铁电薄膜取向性；YBCO的晶体结构与PZT相似，有利于提高PZT薄膜的质量。因此，采用YBCO底电极制备PZT铁电薄膜具有很大的研究意义和应用前景。
二、研究内容
1.YBCO底电极的制备
（1）采用化学溶液法制备YBCO溶液。
（2）采用真空射频磁控溅射法在单晶硅衬底上制备YBCO底电极。
（3）优化制备过程中的工艺参数，研究不同工艺参数对YBCO底电极微观结构和传输性能的影响。
2.PZT铁电薄膜的制备和性能研究
（1）采用溶胶-凝胶法制备PZT前驱体。
（2）采用射频磁控溅射法在YBCO底电极上制备PZT铁电薄膜。
（3）研究不同制备条件对PZT铁电薄膜的结构、微观形貌和性能的影响。
（4）对制备的PZT铁电薄膜进行表征，包括铁电性能、介电性能等。
3.基于PZT铁电薄膜的器件性能研究
（1）采用PTFE-蒙脱土基底制备压电陶瓷复合材料。
（2）采用基于PZT铁电薄膜的压电陶瓷复合材料制备PZT压电震荡器。
（3）对制备的PZT压电震荡器进行电性能和机械性能测试，分析其性能特点。
三、研究意义
1.通过YBCO底电极制备PZT铁电薄膜，研究PZT在高温超导材料底电极上的生长机制，为高性能铁电薄膜的制备提供新思路。
2.通过研究制备过程对PZT铁电薄膜性能的影响，探究PZT铁电薄膜的生长规律，为优化铁电薄膜的生长提供新策略。
3.通过制备PZT压电震荡器，研究其性能特点，为压电陶瓷复合材料和PZT压电设备的工程应用提供理论指导。
四、研究方法
1.YBCO底电极的制备方法为真空射频磁控溅射法，PZT铁电薄膜的制备采用溶胶-凝胶法和射频磁控溅射法。
2.对制备的YBCO底电极和PZT铁电薄膜进行表征分析，包括X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜等。
3.制备PZT压电震荡器，对其电学性能和机械性能进行测试。
五、研究进度计划
第1-2年：YBCO底电极和PZT前驱体的制备和表征；优化制备工艺。
第3-4年：PZT铁电薄膜的制备、表征和性能分析。
第4-5年：基于PZT铁电薄膜制备PZT陶瓷复合材料和PZT压电震荡器，测试器件的性能特点。
六、预期结果
1.成功制备YBCO底电极和PZT铁电薄膜，并对其进行表征。
2.研究不同制备条件对PZT铁电薄膜生长和性能的影响，优化制备工艺。
3.成功制备PZT压电震荡器，分析器件的性能特点。