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钙钛矿结构铁电纳米材料的制备及性能研究的中期报告
钙钛矿结构铁电纳米材料的制备及性能研究的中期报告
一、研究背景及意义
钙钛矿结构铁电材料广泛应用于传感器、微波器件、声波器件等领域，由于其独特的电学、热学、光学等性质，成为材料科学领域的热门研究方向。在这些应用中，尺寸缩小至纳米级别的钙钛矿铁电材料具有更强的性能、更广泛的应用前景，因此纳米钙钛矿铁电材料的研究备受关注。
目前，制备纳米钙钛矿铁电材料的技术主要包括溶胶凝胶、水热法、共沉淀法等。这些方法都有其特点，但也存在一些制备难度和产物结构不稳定的问题，因此，研究纳米钙钛矿铁电材料的制备方法及性能变得非常必要。
二、研究目的
本研究以制备纳米钙钛矿结构铁电材料为研究目标，探索不同制备方法对材料结构和性能的影响，尤其是其铁电性能。通过对所制备材料进行表征和性能测试，探究纳米尺度下钙钛矿结构铁电材料的特殊性质和应用前景。提供制备高性能纳米钙钛矿铁电材料的基础数据和理论支持。
三、研究方法
本研究采用化学共沉淀法制备纳米钙钛矿结构铁电材料。具体制备方法如下：
1.溶液的制备：
准备铁离子和钛离子溶液，控制其浓度分别为0.2mol/L和0.4mol/L，然后将这两种溶液混合，并加入适量的稀盐酸和聚乙二醇（PEG），搅拌均匀，形成混合物。
2.沉淀制备：
在混合物中缓慢滴加氢氧化钠（NaOH）溶液，使溶液pH值升高到10。搅拌1个小时后，离心分离得到沉淀物。
3.洗涤干燥：
将所得沉淀物用乙醇和去离子水反复洗涤，使其呈现中性。然后使用真空干燥器将其干燥，制得纳米钙钛矿铁电材料。
四、研究结果
1.材料的结构表征：
利用X射线衍射仪（XRD）对所制备材料进行结构表征，结果显示主要晶相为纯的钙钛矿结构，并且其晶胞参数明显缩小，这表明所制备的材料具有纳米尺度特征。
2.材料的形貌表征：
使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对所制备材料进行形貌表征，结果显示材料呈现多面体形态，约20nm的纳米颗粒完全散布其中。
3.材料的性能测试：
将所制备的纳米钙钛矿铁电材料进行电学性能测试，通过曲线法和等压法分别测定了样品的铁电性质和电学性能。测试结果表明，所制备的纳米钙钛矿铁电材料具有优异的铁电性能和电学性能。
五、研究结论
本研究成功地制备了纳米钙钛矿结构铁电材料，通过XRD、SEM、TEM等手段对其结构和形貌进行了表征，同时，通过铁电性质和电学性能的测试，发现其具有良好的性能表现。证明了共沉淀法制备纳米钙钛矿铁电材料方法可行且有效。有望在传感器、存储器、硬盘等领域得到应用。