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1、哈爾濱理工大學本科畢業(yè)論文開題報告論文題目鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的能帶計算導師XXX學生XXX入學時間2007.09.13開題報告日期2011.03.25無機非金屬材料系一、開題來源應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：1、課題來源及研究的目的和意義；2、國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析（文獻綜述）；3、主要研究內(nèi)容；4、研究方案及進度安排，預期達到的目標；5、主要參考文獻（應(yīng)在20篇以上，其中外文資料不少于三分之一，參考文獻中近五年內(nèi)發(fā)表的文獻一般不少于三分之一，且必須有近二年內(nèi)發(fā)表的文獻資料）。二、開題報告字數(shù)應(yīng)不少于3000字三、開題報告時間最遲應(yīng)于3月29日前完成四、此表不夠填寫時，可
2、另加附頁。一.課題來源及選題的目的和意義：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料概述所謂的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，一般是指分子式為AB03結(jié)構(gòu)的一類氧化物。在這類氧化物的結(jié)構(gòu)中，A離子和氧離子作立方密堆排列，而B離子則居于氧離子的八面體間隙之中。這類材料具有鐵屯性、超導性、巨磁阻性、鐵磁性、磁光特性、特殊的電荷、磁序和軌道序，以及從高溫相到低溫相發(fā)生金屬絕緣體相變，因此，在高密度鐵電非揮發(fā)性鐵電隨機存儲器、多功能記憶元件和磁光器件方而有潛在的應(yīng)用而受到人們極大的關(guān)注*41o無論是試驗述是理論都有對這類材料的大量報道，關(guān)于這類材料的最早報道來自whl和Goldman"'",他們在1945.1946年
3、發(fā)現(xiàn)了一個具有多于一個鐵電相的鐵電體——鈦酸領(lǐng)(BaTiO3),鈦酸領(lǐng)的晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系中心對稱的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，每個單胞里只含有五個原子，具有很高的對稱性。加上它在化學和機械性能方面很穩(wěn)定，很快成為人們研究的對象。之后更多的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料被合成，例如BiC003>Yal03、HoM1103等。關(guān)于這類材料第一性原理計算也有很多相關(guān)報道，通過模擬計算的方法給出這種材料，特別是新合成的材料的一些結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、能帶及磁性等方面的預測和分析。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的運用由于這類材料一般具有鐵電性，而鐵電材料是一類具有自發(fā)極化的材料，自發(fā)極化具有兩個或者多個可能的取向，在外加電
4、場的作用下，取向是可以發(fā)生改變的。因此這類材料在隨機存儲器和多功能記憶元件等方面具有大的潛在運用，同時，和對于其它類型的半導體技術(shù)而言，鐵電存儲器具有一些獨一無二的特性。在傳統(tǒng)的主流半導體存儲器中，大體可以分為兩類一易失性和非易失性。易失性的存儲器包括靜態(tài)存儲器SRAM和動態(tài)存儲器DRAM17SRAM和DRAM在掉電的時候均會失去保存的數(shù)據(jù)。RAM類型的存儲器易于使用、性能好，可是它們同樣會在掉電的情況下會失去所保存的數(shù)據(jù)。意義利用計算機進行新物質(zhì)、新材料的性能預測與設(shè)計，首要的問題就是計算機模擬方法的靈活運用。所謂模擬方法，就是建立與某自然現(xiàn)彖或過程相似的模型
5、間接研究原有規(guī)律性的科學方法。計算機模擬是針對一個復雜真實系統(tǒng)或模擬設(shè)計研制的系統(tǒng)，用計算機方法建立系統(tǒng)抽象的數(shù)學模型，然后通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)這個模型。如果輸入相關(guān)的參數(shù)或邊界條件，就可以進行各類操作和模擬實驗,從而研究該系統(tǒng)的特征和演化情況。計算機模擬作為科學硏究的重要手段，已被應(yīng)用于多方面的學術(shù)研究，并取得了豐碩的成果。特別是在材料計算和設(shè)計中用實驗方法觀測單個原子、分子運動等無法實現(xiàn)的情況⑴。計算機模擬具有重要意義。計算機模擬計算與設(shè)計的意義概括起來有以下幾點⑵：①將計算機模擬計算得出的結(jié)論與實驗結(jié)果或理論計算值進行比較、驗證，探討問題的本質(zhì)②將實驗屮無法
6、識別其因果關(guān)系的量分割為個別因素加以研究，尋找規(guī)律性的東西③用來分析和解釋實驗或理論結(jié)果中不太清楚的機理或成因④用于實驗前預測新的現(xiàn)象和物性⑤預測實驗中難以實現(xiàn)的極限條件或理想條件下的物性⑥綜合所建模型得到的結(jié)果，分析并建立新的概念和新的理論體系二國內(nèi)外研究水平1材料設(shè)計的計算機模擬技術(shù)應(yīng)用利用計算機對真實系統(tǒng)進行模擬試驗，預報材料科學試驗結(jié)果，以知道新材料的研究，是材料設(shè)計有效的方法之一。在半導體材料方面，1969年江崎玲於奈和朱兆祥提出了兩種不同超薄層構(gòu)成超晶格和量子材料的概念，借助于分子束外延和金屬有機化合物氣相沉積等技術(shù)使這一設(shè)計思想得以實現(xiàn)。在光電子技
7、術(shù)的新型高性能人工晶體材料的設(shè)計方面：中國科學院福建物質(zhì)研究所的學者們發(fā)展7“陰離子基團理論”，在設(shè)計硼酸鹽系列新的高質(zhì)量非線性光學晶體方面取得成就。在高分子材料研究方面：首先從分子水平上控制分子鍵的微觀結(jié)構(gòu)，其次控制分子鏈在凝相中的凝相狀態(tài)。在納米材料設(shè)計領(lǐng)域：納米數(shù)量級的超細微粒的結(jié)構(gòu)特性和合成方法的設(shè)計，以及設(shè)計它們的預期性能和功能。計算機技術(shù)的應(yīng)用已開辟這些材料設(shè)計領(lǐng)域。在計算相圖平衡方面成功的模擬了熱力學模型，實現(xiàn)了熱力學分析及熱平衡相圖的計算，而且在定量顯微分析測量中，采用模擬技術(shù)實現(xiàn)了體積百分數(shù)的測定。在定量金相學中也應(yīng)用了數(shù)字式圖像分析模擬技術(shù)，
8、利用三維MonteCar
