柔性铁电薄膜及其原型器件研究的任务书.docx

柔性铁电薄膜及其原型器件研究的任务书
任务书
一、题目
柔性铁电薄膜及其原型器件研究
二、研究背景及意义
铁电材料具有优异的电学性能，包括电极化强度大、电场响应速度快、非挥发性和可重写性等特点，因此被广泛应用于存储器、传感器、衰减器、微机械器件和悬挂式平板显示器等研究领域。然而，这些应用通常依赖于硬质的铁电材料和刚性的衬底，这导致了应用领域的限制。
近年来，柔性电子设备和可穿戴设备已成为研究的热点，尤其对于可穿戴设备来说，重量轻、柔韧性好、便于弯曲和折叠是必要的特性。因此，柔性铁电薄膜成为可穿戴和柔性电子设备的理想选择。特别是在高速数据存储和低功耗微电子器件等方面具有潜在的广泛应用。这些优点促使人们进行了柔性铁电薄膜及其原型器件研究。
三、研究内容
1.制备柔性铁电薄膜
以铁电材料为基础，通过薄膜技术制备出柔性铁电薄膜。需要考虑可弯曲性和可撕裂性，并寻找到适合柔性衬底的结构和材料。材料的制备需要考虑制备工艺的精度和稳定性。
2.研究柔性铁电薄膜的性质
对制备的柔性铁电薄膜进行多方面地性能测试，主要包括铁电性能、柔性性能、电学性能、力学性能和化学稳定性等方面的测试，了解其物理化学特性，并探究其在柔性电子中的应用。
3.设计柔性铁电器件
将柔性铁电薄膜应用于器件制备中，特别是在存储器、感应器、振动能量转换器和可复写的电路等领域的应用。设计、制备和测试柔性铁电器件的性能、稳定性和耐久性，以如何使铁电薄膜表现更好为重点。
4.验证柔性铁电器件的可行性
将设计好的原型器件进行实际应用的验证，包括测试器件的响应时间、使用寿命、可重复性等性能，以验证柔性铁电器件的可行性和优越性。
四、研究方法
本研究采用如下技术和方法：
1.薄膜制备技术：采用化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、离子束沉积等技术，制备柔性铁电薄膜，并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉伸测试等手段对薄膜进行表征。
2.材料物性测量：对柔性铁电薄膜的电学性能、机械性能、热学性能、化学稳定性等进行测试，以确定制备的铁电薄膜的物理化学性能。
3.设计制备器件：根据实验结果进行器件设计和制备，而后通过电学测试等验证器件性能。器件包括存储器、感应器、振动能量转换器和可复写的电路等领域。
4.器件性能测试：测试器件的响应时间、使用寿命、可重复性等性能，并与已有的器件进行对比，以评估柔性铁电器件的性能和可行性。
五、预期结果
1.成功制备柔性铁电薄膜，并探究其物理化学特性。
2.设计并制备柔性铁电器件原型，并测试器件的响应时间、使用寿命和可重复性等性能。
3.验证柔性铁电器件在存储器、感应器、振动能量转换器和可复写的电路等领域的应用，并探究其优越性与可行性。
六、研究进度安排
第一年:
1.研究柔性铁电薄膜制备技术，制备柔性铁电薄膜。
2.对制备的柔性铁电薄膜进行多方面性能测试。
3.设计并制备柔性铁电器件原型，并测试器件的响应时间、使用寿命和可重复性等性能。
第二年：
1.验证柔性铁电器件在存储器、感应器、振动能量转换器和可复写的电路等领域的应用，探究其优越性与可行性。
2.发表黄埔理工大学学报及参加国内外相关学会会议并发表相关论文。
七、预期经费预算
本研究总经费预算为150万元，其中包括人员费用、材料费用、设备购置费用、差旅费用和实验室使用费用等。本研究将充分利用现有实验室设备，并根据需要购置必要的材料和设备。
八、主要参考文献
1.Wu,H.,Pang,Y.,Deng,J.etal.FlexibleFerroelectricFilms:Synthesis,Characterization,andDeviceIntegration,Small,2017,13:1602691.
2.Wang,K.L.,Liu,C.B.(Eds.).FerroelectricMaterialsforFlexibleElectronics.Springer,2016.
3.Park,M.J.,Kim,H.Y.Reviewofrecentprogressinflexibleferroelectricmemorydevices,J.Mater.Chem.C,2017,5:1277-1295.
4.Li,A.,Fan,L.,Li,J.etal.Bottom-UpConstructionofHigh-DensityFerroelectricNanoarraysforFlexibleNonvolatileMemoryApplications,ACSNano.2017,11:1664-1670.