开题报告模版

所 在 学 院 学 科 专 业 指 导 教 师 开 题 时 间
2012 年 10 月 27 日
燕山大学研究生学院制
姓名 课题名称 开题报告时间
蔡丽霞
学号
S11070205007
入的高温介电性能及微观机理研究 2012 年 10 月 27 日
开题报告地点 职称
建立比较完备的 纳米模型，获得 大量的数据
3
第三阶段：研习相关资料和书籍，对数据进行 分析和整理.
2013-3 至 2013-5
具备对数据进行 合理且准确地解 释能力，更重要 的是要有创新之 处。
第四阶段： 将研究结果和创新发现系统成文字， 4 并就重点内容多加讨论和修改。
2013-6 至 2013-9
□不同意进行开题答辩
年 月 日
－1－
1、立论依据 课题来源及研究的目的和意义：
课题来源 该课题来源于导师的研究课题，属于基础研究性质。 研究的目的和意义 研究目的 1、通过计算机模拟软件对其结构进行模拟，深入揭示其导电机制，建立完备的数值模 型。 2、运用理论知识对数据进行分析，得出其微观机理，并进一步预测其未来的应用价值。 研究意义 SiC 材料是典型的第三代宽带隙半导体材料。它具有许多优点，如宽带隙、高电子饱和 高击穿场强、热导率、化学稳定性好等，非常适于制作高温、高频、抗辐射、大功率和高密 度集成的电子器件，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材[1]。SiC 是典型的多 晶型化合物， 按大类来分， α-SiC 和 β-SiC 两种。 有 α-SiC 做为磨料有黑、 绿两种品种。 β-SiC 是制备碳化硅类陶瓷的主要原料。 碳化硅的用途十分广泛，如：冶金、机械、化工、建材、 轻工、电子、发热体。磨料可作为冶金工业的净化剂、脱氧剂和改良剂。在机械加工方面可 作为合成硬质合金刀具； 加工后的硅碳板可作为耐火材料用于陶瓷烧制的棚板。 通过精加工 后生产的微粉， 可用于高科技电子元器件和远红外线辐射材料的涂料。 高纯度精微粉可供国 防工业航空航天器皿的涂层。对国际国内各经济领域的用途十分广阔[2-5]。 SiC 纳米线的弹性、硬度、韧性等机械性能都比 SiC 晶体、SiC 晶须要高。纳米 SiC 具 有良好的导热性、化学稳定性、抗热震性等优点，而且能够在高温、强腐蚀性等苛刻条件下 使用， 使得它成为化学反应中催化剂载体的理想材料， 并且已经被成功应用于一些重要的化 学反应中，如：低温脱硫、催化氧化、汽车尾气的净化、甲烷偶联、直链烷烃的异构化等。 虽然 SiC 纳米材料的制备规模小、成本高、工序复杂，但 SiC 纳米材料性能优于传统的 SiC 材料，其用途更广泛[6]。 又由于碳化硅纳米材料具有耐高温、强度大、导热性良好，如果它的吸波性能强，则可 以将其应用到隐性材料中。可应用在我国军事武器如隐形飞机、隐形导弹等，对增强我国国 防力量有很大帮助。因此，对纳米 SiC 材料制备介电性能机理的研究有十分重要的意义。
研究生学位论文开题报告
（学术型研究生） 课 题 名 称
SiC 纳米材料的高温介电性能及微观机理研究
课
题
来
源 ■导师研究课题 □自选课题 □其它
项 目 所 属 性 质 ■基础研究 □应用基础研究 □综合研究 □其它
姓 学 层
名 号 次
蔡丽霞 S11070205007 硕士研究生 理学院 凝聚态物理 房晓勇
－2－
2、文献综述 国内外研究现状及分析：
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基 本单元构成的材料。纳米材料具有量子尺寸效应、小体积效应、表面效应和宏观量子隧道效 应等，这使得纳米体系的光、电、磁、热等物理性质与常规晶体材料不同，出现许多新奇的 特性。纳米材料是一种新结构的材料，具有独特的结构特性，包括电子弹道输运效应和库仑 阻塞等，使其在光学、电学、磁学、催化以及传感器方面具有广阔的应用前景。由于纳米材 料有很大的表面积，体积比，界面处的杂质浓度大大降低，因而与普通材料相比具有更好的 力学性质，如断裂应力提高、范性增强等。碳化硅纳米材料也属于极端电子器件，尤其是高 温下碳化硅纳米材料的介电性能、电导率、热导率等的研究备受大众关注[7-8]。 纳米科技是20 世纪80 年代末、90 年代初发展起来的新兴学科，我国的纳米材料研究 虽然起步较晚，但取得了碳纳米管和准一维纳米材料等在国际上有影响的研究成果，在起步 阶段就处于国际领先地位。近年来，世界各地都在积极开展新材料的开发研究，各种纳米材 料备受关注。 2002年，东华大学的王应德、陈彦模等人对三叶形截面SiC纤维介电性能与吸波性能做 了研究[9]。 2002年，清华大学的张波、李建保等人，在频率为8.2-12.4GHz下，测量并讨论了β-SiC 和α-SiC粉的相对介电常数、介电损耗和电阻率以及随着Al含量的增加，相对介电常数和介 电损耗却降低。 2005年，罗发等人关于碳化硅陶瓷复合材料中碳的分界面处电容率更高的现象做了研究 分析[10]。 2006年，张爱霞和蔡克峰综述了一维碳化硅纳米材料的研究进展。 2007年，西北工业大学的罗发等人对合成条件纳米碳化硅介电性能的影响的研究。 2008年，韩国民族大学的Ki-Hwan Lee等人对碳化硅和热处理后的多孔碳化硅的光致发 光特性进行了分析和讨论[11]。 2009年，西北工业大学的郑文景等人对碳化硅纤维表面碳涂层的制备及介电性能做了研 究[12]。 2009年，苏晓磊，周万城等人对提高碳化硅纳米材料介电性能提出了一个具有低成本高 效益的方法[13]。 2012年，希腊学者Simeon Agathopoulos对关于合成过程对掺硼碳化硅粉末介电性能的影 响做了研究分析[14]。 2012 年，国防科技大学的刘海涛等人，在频率为 8.2-18GHz、温度为 25-700 C 下，对
副教授 教授 副教授
理学楼 417
姓名 组长
刘永 井西利
工作单位
燕山大学理学院 燕山大学理学院 燕山大学理学院
开题报告评审 小组成员
组
杜会静
员
秘书
杜会静
副教授
燕山大学理学院
指导教师对开题报告的意见：
■同意进行开题答辩
导师签字： 学科对开题报告的意见：
□不同意进行开题答辩
年 月 日
■同意进行开题答辩
负责人签字：
5、可能遇到的问题及对策 （1）研究过程中可能遇到的问题、困难
关于碳化硅纳米材料高温下介电常数的研究的文献资料较少，研究起来比较困难。
（2）拟采取的措施
及时查阅最新有关的研究文献和资料，加深对该课题的理解。经常和导师、同学探讨关 于该课题的研究，主动请教导师和同学掌握计算机软件和个别理论知识的学习和应用。
（3）课题的创新点
SiC 纳米材料的吸波性备受关注，而有关 SiC 纳米材料的高温介电性能的理论研究尚 属空白，本课题就致力于解决这些问题，以深入解释其变化原因及有依据的预测未来的发 展方向。
－5－
4、研究基础 （1）前期准备工作
1、本人与课题相关的理论学习：电介质物理；量子电动力学；量子统计；高等量子力 学；晶体结构；能带理论； 高等半导体物理；凝聚态磁性物理； 群论及其在物理学中的应用； 现代物理学中的数学方法；材料科学计算机数值模拟； 2、资料查阅和工作基础：在学习和研究中，查阅了大量的关于 SiC 和计算机软件的文 献资料，为本课题的研究提供了理论基础。
0
碳化硅纤维基质的复合材料的介电性能进行了研究[15]。
－3－
3、研究内容及方案 （1）学术构想与思路、主要研究内容、拟解决的关键问题及预期目标
学术构想与思路 首先，通过计算机模拟出半导体材料的纳米模型并进行优化，计算出介电性能方面的 参数。 其次， 运用电介质理论对参数进行深层次分析， 推理出其高温介电性能以及微观机理。 主要研究内容 1、SiC 纳米线结构模型的建立和优化； 2、在对 SiC 纳米材料进行数据分析的基础上开展介电机理的研究； 3、通过电介质理论建立极化模型； 4、深入分析 SiC 纳米材料的相关电学性质，对其未来发展方向进行理论指导。 拟解决的关键问题及预期目标 拟解决的关键问题 1、运用计算机软件建立碳化硅纳米材料的模型 2、完备的数值模型的建立 3、运用理论知识进行分析数据 预期目标 1、进一步学习和了解软件的操作，建立准确的结构模型，揭示其介电机制，预测其 未来发展方向。 2、正式刊物发表 1-2 篇论文。
形成较完备的可 发表的论文。
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7、主要参考文献 序号 文献目录（作者、题目、刊物名、出版时间、页次） [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]
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