低温水热制备二维微光机电材料及其取向设计与性能研究

低维功能材料研究是材料科学和凝聚态物理学交叉的热点，随着集成电路，智能机器人，微精密光机电系统等高新科技的迅猛发展，微小型光机电一体化器件等对微光机电二维膜材料的需求也与日俱增。弛豫铁电单晶体表现出的优异电学、光学以及光机电耦合特性使其有可能在这一领域应用，但是，制备成本的高昂和工艺、结构、性能的不确定、不稳定等使其应用受到相当限制。本项目拟以水热法制备固溶体组成为PZN、PZNPT、PMNPT及KNNST等弛豫铁电体取向二维材料，研究其铁电、介电、压电、光电等性能表征，分析水热条件下二维多晶取向外延的形核机制、生长热力学和动力学机理，探索其中的应力、应变分布及效应，摸清其各向异性和二维微结构相图；利用设置过渡层和子层，既可兼顾水热工艺对衬底材料的苛刻要求，又可实现复合钙钛矿铁电薄膜异质外延的晶格匹配，提高成膜质量和组织控制；建立二维微结构取向生长模型，掌握低成本、环保、节能水热关键技术。