全文总字数：2744字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

自从十九世纪四十年代发现具有钙钛矿型结构的铁电材料batio₃以来，由于其具有很多除了铁电性以外的优良的物理性能，如介电性、压电性、热释电性等，已经被广泛的应用于电子陶瓷工业，被称为“电子陶瓷工业之柱”。用其制作的传感器，电容器，红外探测器等相比较其他的器件具有更优异的性能，由此可见研究其微观结构铁电畴对人类工业发展具有重要的研究意义。当材料由顺电相转变为铁电相时，在居里温度t_c（120℃）以下时，铁电相中的四方相、正交相、三方相结构中，每个相具有不同的相变体存在，各个变体的的存在又具有不同的自发极化和相变应变。每个相中不同方向的变体之间会产生比较复杂的畴结构，并且这些畴结构又会受到外场的作用而发生翻转。在batio₃晶体中铁电畴的形成和演化过程是其材料性能的基础，鉴于此，对其微观结构铁电畴的模拟研究具有非常重要的研究意义。

相场模拟方法是一种非常强大的计算机模拟方法，它不仅能够模拟铁电畴的形成，还能够模拟铁电畴在外场作用下的翻转过程。相场方法是基于landau-devonshire唯象理论，其利用极化作为场变量，通过极化展开的多项式来描述材料铁电体的内能，进而模拟材料内部铁电畴的生成和翻转过程。

如果能够设计制作和控制铁电畴的形成和极化翻转，从而使得 batio₃材料更充分的应用于现代的电子器件的制造中。因此，研究铁电畴是形成以及铁电畴在外场的作用下的极化翻转，对于现代 batio3材料的宏观性能及其潜在的科研应用价值具有非常重要的意义。

2. 研究的基本内容

本论文的主要内容是利用相场方法模拟batio₃材料内部的微观结构铁电畴的形成和其受到外电场作用时铁电畴翻转的过程，并对这一过程进行模拟分析，将为batio₃材料的微观畴结构的演化过程进行有效的模拟和理论介绍。本论文的主要内容如下；

第一章，主要介绍了铁电材料的发展历程和其具有的材料性能在某些领方面的应用。

介绍了batio₃的晶胞结构，简介其自发极化过程是由于中心离子的位移导致其结构正负电荷中心不在重合，从而出现自发极化。介绍了钛酸钡晶体由顺电相转化为铁电相时，其四方相和正交相中会出现不同方向的变体，从而出现极化方向更复杂的电畴结构。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本论文属于理论研究型，具体的实施方案如下：

（1）查阅相关参考文献，进行调研，了解相场模拟方法，与batio₃的相变原因与过程。

（2）设计相场模型，利用朗道方程进行描述，并通过计算机把模型编写成计算机程序，编译执行这个程序得出模拟图。

4. 参考文献

[1] 周友刚.四方/正交铁电材料微观畴结构的非传统相场方法研究[j].湘潭大学，2016：01-09.

[2]符春林，潘复生，蔡伟，邓小玲.铁电材料的发展历史及现状[j].重庆科技学院学报，2008,10（6）： 55.

[3]王天邦.太赫兹电场激励batio3铁电薄膜畴翻转的多尺度模拟[j].湘潭大学，2016：01，16,26.