学院主页  学院概况  组织机构  学科建设  师资队伍  人才培养  教学工作  科学研究  招生就业  学生工作  党建工作  大型设备 
最新消息: · 我院组织统一收看十九大开幕式实况         · 我校聘任加拿大皇家科学院院士Federico Rosei教授为名誉教授         · 中科院上海光机所邵建达书记及周军教授应邀来物理科学学院作学术报告         · 我院举行2017年国家自然基金申报动员暨经验分享会         · 我院召开全体教职工会议部署安全稳定等工作         · 中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘中灏博士应邀来物理科学学院作学术报告         · 我院组织统一收看专题节目《榜样》         · 国际知名wiley出版社报道我校张军课题组关于二维纳米材料在气体敏感领域的研究进展         · 我院学生在第九届山东省大学生科技节物理科技创新大赛中取得佳绩         · 中科院院士、北京大学副校长龚旗煌教授应邀来我校作学术报告   
科学研究
 学术活动 
 科研成果 
 科研机构 
 重点实验室 
学院新闻
· 我院组织统一收看十九大开幕...
· 我校聘任加拿大皇家科学院院...
· 中科院上海光机所邵建达书记...
· 我院举行2017年国家自然基金...
· 我院召开全体教职工会议部署...
· 中国科学院上海微系统与信息...
· 我院组织统一收看专题节目《...
文章内容页
当前位置: 学院首页>>科学研究>>研究所>>正文

铁电材料研究小组
2016-06-13 11:45   审核人:

1.     课题组组长简介

卢朝靖,男,196510月生,青岛大学二级教授,山东省泰山学者特聘教授,博士生导师,中国物理学会固体缺陷专业委员会委员、中国电子显微镜学会理事、中国硅酸盐学会溶胶-凝胶分会理事、青岛大学物理科学学院微电子科学与工程系主任。

1987毕业于武汉大学光学专业,获学士学位;接着在武汉大学固体物理专业攻读硕士学位年;其后在湖北大学任教。1994.09–1997.09在南京大学物理系凝聚态物理专业攻读博士学位, 师从王业宁院士;接着在中国科学院物理研究所北京电子显微镜实验室随郭可信院士和王中林教授做博士后两年。2000在德国微结构物理马普研究所做博士后,接着在美国国家标准技术研究所(NIST)任客座研究员两年。2003.01-2007.12被聘为湖北省楚天学者计划特聘教授,回到湖北大学工作。其间被评为湖北省有突出贡献的中青年专家,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,两次荣获湖北省自然科学奖二等奖(其中2006年排名第一)。2007年底调入青岛大学。

已主持承担国家自然科学基金课题4项,省部级纵向科研课题逾15项,包括教育部新世纪优秀人才支持计划、山东省自然科学杰出青年基金资助项目。在铁电薄膜的取向控制生长、铁电畴结构及其动力学、光电功能薄膜的显微结构与生长机制等领域取得了一系列创新成果,在Appl. Phys. Lett.等国际知名学术刊物上发表SCI论文逾80篇,其中绝大部分为第一作者或通讯作者。累积被他人引用超过1000次。

 

2.研究方向及研究进展

主要在钙钛矿型铁电压电材料领域,从事透明电光陶瓷与压电陶瓷、铁电畴结构及其动力学、铁电薄膜的取向控制生长、以及单相多铁性新材料探索研究。

取得的代表性成果1)铁电薄膜的取向控制生长。直接在金属电极上,用sol-gel工艺分别生长了三种择优取向的层状钙钛矿型BNdT铁电薄膜,从其电学大各向异性推断BNdT的自发极化靠近a轴,否定了韩国学者在Phys. Rev. Lett.论文上称靠近c轴的结论。在Appl. Phys. Lett.上发表论文3篇。2) 钨青铜型CBN-28单晶的弛豫铁电相变。发现该单晶在252 &deg;C发生正常铁电&reg;弛豫铁电体转变,用透射电镜观察到对应此相变的宏畴&reg;微畴转变,对理解弛豫铁电和弥散相变有重要意义。在Appl. Phys. Lett.上发表论文3篇。3) 铁电薄膜中畴结构及其可动性的晶粒尺寸效应。发现决定多晶铁电薄膜中畴结构的根本因素是晶粒尺寸而非膜厚,小晶粒(<150-200 nm)中的单畴较稳定,粗晶粒中的90&deg;畴壁容易移动,从而解释了铁电介电性能的尺寸效应。在Phys. Rev. B上发表论文2篇。

近三年取得的较重要进展

PMN-PT基透明电光陶瓷的常压烧结制备。这种陶瓷有优异的电光性能,在激光、光通信和军事领域有诱人的应用前景,目前仅美国一家公司热压烧结成功,并产业化生产销售。我们用普通炉子常压烧成了高度透明的PMN-PT陶瓷,0.8mm的陶瓷在1550nm波长处透光率~67%,接近理论极限。初步测量观测到电光效应,二次电光系数已达4&times;10-16 m2/V2。同时,我们还热压烧成了透光率~71%高度透明的PMN-PT陶瓷。拟进一步优化烧结工艺和元素组成,制备出高性能PMN-PT基透明电光陶瓷,实现产业化    

Bi层状钙钛矿型铁电体中畴开关致极化疲劳的机理研究首先用电子衍射确定Bi4Ti3O12基单晶在室温铁电相属单斜结构,空间群是B1a1。接着用群论分析预言,该类铁电体中可能存在11种畴壁类型,包括5种铁电畴壁、反相畴界、以及反相畴界与这5种铁电畴壁的耦合。最后着重用透射电镜比较研究了Bi4Ti3O12及其稀土掺杂后的畴结构不同,并原位观察了外场作用下畴壁的可动性差异,从而揭示了Bi4Ti3O12中畴开关致极化疲劳,而稀土掺杂Bi4Ti3O12耐疲劳的原因。已在J. Appl. Cryst.上发表论文一篇,另3篇论文手稿在整理中。

       

 

3.学术梯队

本小组现有教师6名,其中教授1名、副教授1名、讲师/博士3名、讲师/在职博士生1名;现指导研究生7名。


4.科研条件

拥有化学合成纳米粉体、溶胶凝胶制膜、热压烧结陶瓷、熔盐法生长单晶的全套设备,用现有的铁电测试系统、低频阻抗分析仪和压电系数测量仪等精密仪器,配合先进的CRX-6.5K型探针台,可以在10K-675K温度范围表征薄膜和块体样品的铁电、介电、压电等性能。此外,借助培育基地公共平台上的X射线衍射仪和高分辨透射电镜等大型分析仪器可以观察样品的显微结构。

       

样品制备实验室

       

性能测量实验室

       

快速热处理炉

       

铁电测试仪

        2011102980666281

精密阻抗分析仪

               

低温探针台


5科研项目(近五年)

本课题组近五年主持承担在研的国家自然科学基金面上项目3项、青年基金1项、国家自然科学基金重点项目《铁电薄膜及其存储器中界面与应变效应研究》子任务1项、中国博士后基金2项、山东省杰出青年基金一项、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金课题1项、山东省自然科学基金1项、山东省教育厅高等学校科技计划课题1项、青岛市科技计划基础研究课题3项。

1)       国家自然科学基金面上项目:直接在金属底电极上取向控制生长Bi系层状钙钛矿型多铁薄膜,83万元,主持人卢朝靖,2015.01-2018.12

2)       国家自然科学基金面上项目:含Bi层状钙钛矿型铁电体中畴开关疲劳机理的原位透射电镜研究,75万元,主持人卢朝靖,2012.01-2015.12

3)       山东省自然科学杰出青年基金: PMN-PT单晶纤维及其1-3型压电复合材料的制备与性能研究,50万元,主持人卢朝靖,2008.12-2011.12

4)     青岛市科技发展计划:电光调制器件用PMN-PT透明陶瓷制备关键技术,8万元,主持人卢朝靖,2012.01-2014.09

5)       国家自然基金面上项目: Bi4LaFeTi3O15系材料的制备及其多铁性能研究, 76万,主持人宿杰,2014.1-2017.12 

6)       国家自然科学基金青年基金: PMN-PT基透明陶瓷的无压烧结制备与电光性能调控研究, 28.5万元, 主持人张永成,2016.01-2018.12.

7)       山东省优秀中青年科学家科研奖励基金: Bi4LaFeTi3O15单晶的生长及其多铁性能研究,6万元,主持人宿杰 2014.1-2015.12

 


6科研论文(近五年)

1)     Yalin Qin, Jialiang Zhang*,  Weizeng Yao, Chaojing Lu, and Shujun Zhang*, Domain Configuration and Thermal Stability of (K0.48Na0.52)2(Nb0.96Sb0.04)O3Bi0.50(Na0.82K0.18)0.50ZrO3Piezoceramics with High d33 Coefficient, ACS Appl. Mater. Interfaces  ( 2016). IF=6.723

2)      J. Su*, Z. Z. Yang,X. M. Lu*, J. T. Zhang, L. Gu*, C. J. Lu, Q. C. Li,J.-M. Liu, and J. S. Zhu, Magnetism-Driven Ferroelectricity in Double Perovskite Y2NiMnO6,ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 13260-13265 (May 2015).IF=6.723

3)     Wanneng Ye, Chaojing Lu*, Yongcheng Zhang, Peng You, and Yichun Zhou, Types and configurations of domain walls in ferroelectric Bi4Ti3O12single crystals, J. Appl. Cryst. 48, 1080-1088 (July 2015). IF=3.72

4)     Jie Su*, J. T. Zhang, X. M. Lu*, C. J. Lu, J. He, Q. C. Li, J. Zhou, and J. S. Zhu*, Magnetic and dielectric properties of metamagnetic TbCo0.5Mn0.5O3.07 ceramics,J. Mater. Sci. 49, 3681-3686 (May 2014).  IF=2.305 

5)     J. R. Zhang, Y. C. Zhang, C. J. Lu*, W. N. Ye, and J. Su, Effect of La-doping content on the dielectric and ferroelectric properties of 0.88Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.12PbTiO3ceramics, J Mater. Sci.: Mater. Electron 25(2), 653-658 (Feb. 2014).  IF=1.966

6)     Hailong Lu, Wanneng Ye, Peizhi Guo, Qinchao Wang, Lulu Cheng, Chaojing Lu, X. S. Zhao, Template Synthesis and Electrocatalytic Properties of Palladium Hollow Spheres, Advanced Materials Research Vol. 709 (2013) pp 11-14. 

7)     Jie Su, Yunfeng Guo, Junting Zhang, Hui Sun, Ju He, Xiaomei Lu, Chaojing Lu, and Jinsong Zhu*, Ferroelectric behavior and magnetocapacitance effect caused by Fe2+ in Ho3Fe5O12ceramics, Ferroelectrics, 448, 71-76 (2013).  IF=0.4 

8)     Wen-Yan Zhang, Ke Zhou, Hong-Miao Pan, Hai-Jian Du, Yi-Ran Chen, Rui Zhang, Wanneng Ye,Chaojing Lu, Tian Xiao, and Long-Fei Wu, Novel rod-shaped magnetotactic bacteria belonging to the class alphaproteobacteria, Appl. Environ. Microbiol. 79(9), 3137-3140 (2013).   IF=3.778  

9)     F. Wang, J. B. Wang, X. L. Zhong, B. Li, Y. Zhang, C. J. Lu, W. N. Ye, and Y. C. Zhou, Enhanced piezoelectric response in single-crystalline Bi4Ti3O12nanoplates, Europhys. Lett. 103, 37002 ( Aug. 2013).  IF=2.26

10)  Wanneg Ye, Chaojing Lu,* Peng You, and Yichun Zhou, Determination of crystal symmetry for Bi4Ti3O12-based ferroelectrics by using electron diffraction, J. Appl. Cryst. 46(3), 798-800 (June 2013).  IF=3.95

11)  Peng You, Chaojing Lu,* Wanneng Ye, Lanzhong Hao, Jun Zhu, and Yichun Zhou, Growth of highly near-c-axis oriented ferroelectric LiNbO3thin films on Si with a ZnO buffer layer, Appl. Phys. Lett. 102(5), 051914 (7 Feb. 2013). IF=3.844  

12)  Z. H. Zhang, X. L. Zhong, Y. Zhang, J. B. Wang, C. J. Lu, W. N. Ye, and Y. C. Zhou, Retention loss in the ferroelectric (SrBi2Ta2O9)-insulator (HfO2)-silicon structure studied by piezoresponse force microscopy, Europhys. Lett. 98(2), 27011 (April 2012) p1-p4

13)   Y.C. Zhang, C.J. Lu*, Z.Z. Yang, W.N. Ye and L.H. Xia, Scaling behavior of dynamic hysteresis in relaxor ferroelectric 0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3ceramics, J. Appl. Phys. 111, 084104 (18 April 2012); doi: 10.1063/1.4704383, IF= 2.171

14)  Yongping Li, Yongcheng Zhang, Wanneng Ye, Jianqiang Yu, Chaojing Lu* and Linhua Xia, Photo-to -current response of Bi2Fe4O9nanocrystals synthesized through a chemical co-precipitation process, New J. Chem.36 (6), 1297-1300 (June 2012).  DOI: 10.1039/C2NJ40039A (IF=3.006)被选为该刊物封面论文。

15)  Peizhi Guo,* Zhongbin Wei, Wanneng Ye, Qinchao Wang, Xianfen Guo, Chaojing Lu,* and X. S. Zhao,Preparation and characterization of nanostructured Pd with high electrocatalytic activity, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 395, 75-81(2012).  (IF=1.988) 

16)  Y.C. Zhang, Z.Z. Yang, W.N. Ye, C.J. Lu (通讯作者), and L.H. Xia, Effect of excess Pb on microstructures and electrical properties of 0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3 ceramicsJ. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22(3), 309-314 (Feb. 2011).  (IF=1.076).

17)  Y.C. Zhang, W.N. Ye, Z.Z. Yang, C.J. Lu (通讯作者), and L.H. Xia, Effect of excess Pb on formation of perovskite-type 0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3powders synthesized through a sol-gel process, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 22(1), 91-95 (Jan. 2011).  (IF=1.076)     

18)  W.L. Gao, H.J. Zhang, S.Q. Xia, B.B. Huang, D. Liu, J.Y. Wang, M.H. Jiang, L.M. Zheng, J.F. Wang and C.J. Lu, Effect of doping with Nd3+ ions on the structural and ferroelectric properties of Ca0.28Ba0.72Nb2O6single crystal, Materials Research Bulletin 45(9), 1209-1212 (Sept. 2010).

19)  Hongyan Qi, Yajun Qi, Wanneng Ye, and Chaojing Lu(通讯作者), Hydrothermal synthesis, domain structure and optical properties of single-crystalline Bi3.15Nd0.85Ti3O12nanostructures, J. Nanosci. Nanotechno. 10(8), 5350-53 (Aug. 2010).  (IF=1.987)

20)  Kong Wei-Jin, Shen Zi-Cai, Wang Shu-Hua,Shao Jian-Da, Fan Zheng-Xiu, and Lu Chao-Jing (卢朝靖), Graded index broadband antireection coating prepared by glancing angle deposition for a high-power laser system, Chin. Phys. B 19(4), 044210 (2010).

21)  Zhizheng Wang, Yajun Qi*, Hongyan Qi, Chaojing Lu (通讯作者), and Shimin Wang, Photocatalytic activities of hydrothermal-synthesized hollow Bi3.15Nd0.85Ti3O12microspheres, J. Mater. Sci.: Mater. Electron21(4),523-528 (April 2010).  IF=0.947  

22)  Zhike Liu, Yajun Qi*, and Chaojing Lu (通讯作者), High efficient photocatalytic activity of BiFeO3 nanoparticles synthesized by a chemical-coprecipitation process, J. Mater. Sci.: Mater.Electron 21(4), 380-384 (April 2010).  IF=0.947

23)  王晓杰、宿杰、张永成、李媛、卢朝靖,Bi4LaTi3FeO15薄膜的溶胶-凝胶制备及其铁电介电性能,青岛大学学报,2015

24)  司尚禹、张成俊、李秀慧、吕文明、王宜良、张永成、叶万能、卢朝靖*,无压烧结制备0.88PMN-0.12PT高度透明铁电陶瓷的显微结构研究,电子显微学报,33(6), 495-498 (Dec. 2014).

25)  叶万能、卢朝靖*Bi4Ti3O12铁电单晶中的畴壁类型、构形及其可动性研究,电子显微学报,增刊:34-35 (2014)

26)  张军然、张永成、卢朝靖、陈静、李玉玲,球磨法和溶胶-凝胶法制备PMN-PT粉体,青岛大学学报(自然科学版)01期,pp 38-41 (2014) 

27)  叶万能、尤朋、卢朝靖*Bi4Ti3O12基铁电体的结构对称性、畴结构与畴壁可动性,电子显微学报,增刊:45-46 (2013)

28)  杨振中、张永成、叶万能、卢朝靖,PMN-PT透明陶瓷中气孔和晶界对光散射的影响分析,青岛大学学报(自然科学版)25(1), 42-46 (Feb. 2012). 

29)  叶万能、卢朝靖,Bi4Ti3O12基铁电单晶中畴结构的透射电镜研究,电子显微学报, 2010年增刊,52-53.

30)  李超、叶万能、张永成、卢朝靖,沿a/b轴择优取向Bi4Ti3O12铁电薄膜的回线动力学标度,青岛大学学报(自然科学版)23(2), 12-15 (June 2010).


7专利

1)        卢朝靖、刘晓林、陈晓琴、李金华、乔燕,BNdT铁电薄膜择优取向生长的制备方法,专利号ZL 2006 1 0019125.4, 专利申请日2006-05-23,授权公告日2008-02-20

2)        卢朝靖、张永成、叶万能、杨振中、夏临华,纯相弛豫铁电体粉体的制备方法,专利号 ZL 2009 1 0231047.8申请日2009-12-13,公告日2012-09-05,中国。

3)        卢朝靖、李永平、张永成、叶万能、刘东奇、夏临华,一种合成Bi2Fe4O9亚微米棒的化学共沉淀方法,专利号ZL 2011 1 0103151.6,中国,专利申请日2011-4-12,授权公告日2013-7-3

4)        孔伟金、 王淑华、 云茂金、 王书浩、卢朝靖、陈沙鸥,一种宽光谱金属介质膜光栅及其优化方法,发明专利,专利号ZL 2011 1 0259825.1,中国,专利申请日2011-09-05,授权公告日2013-04-17

5)  戚凭、何丽珠、王伟、卢朝靖,一种钇铝石榴石微晶玻璃的制备方法,发明专利,专利号CN201210216202.0,中国,申请日2012-06-27,授权公告日2013-11-07

6)        卢朝靖、张军然、张永成、杨振中、叶万能,高透明PMN-PT基电光陶瓷的无压烧结制备方法,申请号201310434838.7,专利申请日2013-9-23

7)        张红娣、孙彬、龙云泽、盛琛皓、唐成春、刘帅、卢朝靖,一种具有超快响应恢复的钛酸钡纳米纤维湿敏传感器,申请号201110276677.4,申请日20110919日。

8. 学术交流情况

近两年在国际国内学术会议上,共12次报告了在层状钙钛矿型Bi4Ti3O12基铁电体中畴开关疲劳机理的透射电镜研究方面取得的成果进展,其中10次被列为邀请报告。201310月在重庆召开的全国电子显微学年会上,荣获优秀会议论文奖,获奖概率低于3%。最近,在2014铁电现代主题国际论坛和第十一届海峡两岸电镜学术研讨会等学术会议上,该报告获得诸多同行专家学者的高度好评。他们一致赞许“这个报告中的工作干得棒,研究深入细致,足见研究者的功夫深厚,作风踏实严谨”。而且,他们或邀请我们参与国家重点项目攻关、或主动提出开展合作研究,或介绍合作伙伴,或邀请我们使用国家实验室的先进仪器。

 

关闭窗口

 

青岛大学物理科学学院

地址:青岛市宁夏路308号  邮编:266071