典型的固態(tài)電介質(zhì)材料由于具有極高的充放電速率和良好的抗疲勞性能,使其成為超高速脈沖功率器件的首選材料。然而,電介質(zhì)儲能器件與電池類和電化學(xué)電容器類儲能器件相比儲能密度相對較低,因此極大限制了其在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)電介質(zhì)儲能器件更為廣泛的應(yīng)用,提高其儲能密度勢在必行。其中,反鐵電材料作為一種典型的電介質(zhì)材料,由于在反鐵電-鐵電（antiferroelectric-ferroelectric,AFE-FE）相變過程中可形成較高的儲能密度,因此在電介質(zhì)儲能領(lǐng)域受到廣泛重視。但目前的反鐵電材料仍然存在電擊穿強(qiáng)度差、能量損耗大等缺點(diǎn),未達(dá)到理想的應(yīng)用狀態(tài)。本論文采用化學(xué)溶液沉積（CSD,Chemical Solution Deposition）法制備了鋯酸鉛（PbZrO₃,PZO）基反鐵電薄膜。通過Au納米粒子復(fù)合、Ca²⁺摻雜和構(gòu)建燒綠石相納米晶結(jié)構(gòu)的方式,顯著提升了 PZO基反鐵電薄膜的微結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能和儲能性能,并對其改性機(jī)理進(jìn)行了細(xì)致的分析討論,具體內(nèi)容如下:1.Au納米粒子復(fù)合對PZO反鐵電薄膜儲能性能的影響采用CSD法在Pt（111）... 

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電介質(zhì)電容器
        1.2.1 電介質(zhì)電容器儲能機(jī)制
        1.2.2 典型的電介質(zhì)材料
        1.2.3 電介質(zhì)儲能材料電學(xué)性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    1.3 鋯酸鉛基反鐵電材料
        1.3.1 鋯酸鉛起源
        1.3.2 鋯酸鉛基本特性
    1.4 鋯酸鉛基反鐵電材料的改性方式
        1.4.1 元素修飾
        1.4.2 材料復(fù)合
        1.4.3 基板選取
        1.4.4 制備工藝
        1.4.5 厚度及其它
    1.5 鋯酸鉛基反鐵電材料的研究進(jìn)展與目前存在的問題
    1.6 論文的研究目的和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 薄膜制備
        2.1.1 前驅(qū)體溶液配置
        2.1.2 基板預(yù)處理
        2.1.3 薄膜旋涂
        2.1.4 薄膜熱處理
    2.2 物相及晶體結(jié)構(gòu)的表征
        2.2.1 X射線衍射
        2.2.2 X射線光電子能譜
        2.2.3 掃描電子顯微鏡
        2.2.4 透射電子顯微鏡
    2.3 電學(xué)性能表征
        2.3.1 鐵電性能
        2.3.2 介電性能
第3章 Au-PZO納米復(fù)合薄膜儲能性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 Au-PZO溶液的制備
        3.2.2 Au-PZO薄膜的制備
        3.2.3 Au-PZO薄膜的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Au-PZO納米復(fù)合薄膜的物相及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 Au-PZO納米復(fù)合薄膜的電學(xué)性能表征
        3.3.3 Au-PZO納米復(fù)合薄膜的儲能性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Ca~(2+)摻雜對PZO薄膜儲能性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 PCZ溶液的制備
        4.2.2 PCZ薄膜的制備
        4.2.3 PCZ薄膜的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 PCZ薄膜的物相和微結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 PCZ薄膜的電學(xué)性能表征
        4.3.3 PCZ薄膜的儲能性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 (PbCa)ZrO_3薄膜納米晶的構(gòu)建及其儲能性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 PCZ溶液的制備
        5.2.2 PCZ薄膜的制備
        5.2.3 PCZ薄膜的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 PCZ薄膜的物相和微結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 微結(jié)構(gòu)對PCZ薄膜電學(xué)性能的影響
        5.3.3 微結(jié)構(gòu)對PCZ薄膜儲能性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
作者簡介



本文編號：3725370