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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着能源危机和环境污染问题的日益突出,新能源的研发是当前人们密切关注的重要研究领域之一。除新能源的研发与收集外,能量的存储也日益受到人们的重视。常见的储能器件有电池、燃料电池、超级电容器和电介质电容器等。电介质电容器具有介电常数高、介电损耗低、功率密度高、充放电速度快、工作电压/电流大、可靠性好、温度稳定性好等优点。但电介质电容器固有的储能密度较小，限制了其应用范围，所以高储能密度的电介质电容器用材料在电子工业中具有巨大的发展前景。高储能密度的电介电电容器广泛应用于电动运输（混合动力汽车）、能量转换（光伏发电机和风力涡轮机）、医疗（x射线器件）等领域。在所有的储能陶瓷和薄膜材料中,钙钛矿结构是研究得最早和最多的一类电介质电容器用储能材料，其中铅基材料具有优异的铁电、压电、储能等性能，故其广泛应用于各种电子应用领域。但由于铅具有毒性，严重地影响环境及人体健康。铅基材料在世界范围内的应用都面临着巨大的限制。作为无铅材料，钛酸钡(batio3)基薄膜材料同样具有多种优异的铁电、压电等性能，是电介质电容器、铁电存储器、高密度电容、微传感器、压电微驱动器、换能器和其它器件应用的良好选择。
但是，纯batio3薄膜性能具有一些不足，比如尺寸效应、粘附附着、杂质污染和多相变点等问题。为了改善batio3薄膜存在的缺陷，同时还要充分发挥它优良的特性，以满足在各个领域应用方面的需要，常常通过各种元素掺杂、优化制备工艺等来改善其性能。
mn作为受主掺杂元素可中和施主活动中的氧空位缺陷，可有效的抑制ti4 与ti3 之间的电子跃迁，使batio3结构更加稳定，具有稳定的介电常数和降低漏电流，调控介电损耗大小的作用。所以mn掺杂batio3基薄膜材料在储能器件应用中具有巨大的潜在研究价值。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
本文选择mn掺杂batio3基薄膜为研究对象，探究不同mn含量对薄膜储能性能的影响，以溶胶-凝胶法制备工艺为例，实验步骤为：
采用制备mn掺杂batio3基薄膜材料。取制备batio3薄膜样品所需的化学计量比的试剂：乙酸钡与乙酸混合制成溶胶a；正丙醇锆溶于乙二醇甲醚制成溶胶b；正钛酸四丁酯溶于乙二醇甲醚制成溶胶c，再加入溶胶a与溶胶b，充分混合后，搅拌加入不同含量的乙酸锰，制得batio3前驱体溶液。溶液以5000rpm的转速在镀铂的硅基板上沉积30s。每层薄膜需要在110℃干燥3 min，再在快速热处理炉中400 ℃热解5 min以去除薄膜中的有机成分，最后在空气气氛下高温退火5min。采用上方法，重复操作层数逐渐增加，即可得到一定厚度的mn掺杂的batio3储能薄膜。获得薄膜样品后，需要对其进行电能测试。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第4－7周：讨论mn掺杂batio3基薄膜不同制备工艺对其结构与储能性能的影响；
第8－12周：研究不同mn含量掺杂对薄膜储能性能的影响；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]符春林.铁电薄膜材料及其应用[m].北京科学出版社,2009.
[2]辛凤，张效华，胡跃辉，等.功能薄膜材料的制备方法对比与应用前景[j].陶瓷学报. 2015(03): 237-242.
[3]李立本，王晓飞：铁电薄膜与陶瓷物理导论[m].2012，中国原子能出版社，2007.
