2科研选题的案例分析

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1、2.结合自己的专业，做一个科研选题的案例分析。科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。科研选题是否得当在研究工作中十分重要，它关系到科研的目标、方法、水平和价值。一般说来，科研选题有以下四个步骤，下面就我本科的毕业设计《溶胶凝胶法制备镧掺杂BiFeO3薄膜和多层膜及铁电性质的研究》来谈谈我对科研选题的看法。第一、文献调研，科学分析在选题开始时，首先大量查阅BiFeO3（BFO）材料制备的相关文献，并通过仔细研读这些文献，对BFO这一多铁料的研究历史、现状及发展趋势有了初步地了解。我所研究课题的现状分析：（BFO）是一种典型的

2、单相多铁材料，是当前备受关注的研究热点材料，其主要优点在于其具有很高的铁电居里温度(Tc＝1103K)和很高的反磁性转变温度(Tn＝643K)，该材料是最有希望应用于器件的多铁材料之一。但纯相BFO材料存在着不足，其本身性质决定了很难制备出纯相并且观测到其饱和电滞回线，这成为了阻碍其应用的重要因素。通过以上分析，我发现在制备纯相BFO材料的过程中往往存在着铁电性低及结构不稳定等问题，而我们所希望得到的材料往往需要具备高的铁电性及小的漏电流。通过查阅文献我发现通过稀土离子掺杂及制备多层膜可以很好的解决这个问题。所以我试图通过改变稀土离子

3、的掺杂量以及制备不同层数的多层膜来改变BFO材料结构不稳定及铁电性差等问题。二、提出选题，初步论证通过对BFO材料研究现状及存在问题的分析，我提出了溶胶凝胶法制备镧掺杂BiFeO3薄膜和多层膜及铁电性质的研究这一研究课题，接下来需要对课题进行可行性分析。（1）理论分析：离子掺杂是ABO3型铁电材料用来降低漏电流、提高铁电性、稳定钙钛矿结构的常用方法。单相BFO对制备工艺要求相对较高，而稀土元素和铋化合价都是正三价，且离子半径相近，适合掺杂。通常来说，在BFO的A位离子替代中，可以掺杂La,Sm,Gd,Dy等稀土元素，以取代BFO中的B

4、i3+，减少氧空位数目，稳定氧八面体，进而减小漏电流。多层膜是人们在研究改善薄膜的性能的过程中,逐渐认识和发展起来的一种能够改善薄膜性能的方法。任何具有不同性能、结构和成分的薄膜材料都可能形成多层膜。铁电多层膜或者是超晶格结构对与提高铁电薄膜的介电性能有帮助且都显示出超常的铁电和介电性能。（2）设计实验初步验证：通过上面的分析，我设计了两个对比实验，通过改变镧离子的掺杂浓度LaxBi1-xFeO3(x＝0.00、0.05)，对实验样品的结构和性能进行分析。结果研究发现未掺杂的BFO薄膜剩余极化很小，且漏电流较大，而通过La替代，BLF

5、O薄膜的剩余极化增强，且漏电流得到了很好的抑制。通过实验进一步验证了以上猜想，证明实验是可行的。三、课题论证论证是指对课题进行全面的评审，看其是否符合选题的基本原则，并分别对课题研究的目的性、根据性、创造性和可行性进行论证，以确定选题的正确性。通过和导师的交流，请教导师关于此项领域中存在的难题和尚待解决的问题，并翻阅该领域的文献，利用电子邮件和各位导师进行讨教。同时将方案和同学、学长进行讨论。听取各方面的意见，经过导师组的认定，确定了最终课题。在论证过程中，所选题目应当符合科研选题的四个原则：（1）创新性原则。在以往的实验中我发现，对

6、溶液进行稀土离子掺杂制备多层膜，往往是同一种溶液的多层膜，而在理论分析可行的基础上，我提出了制备样品a(ABCD)、样品b(DCBA)、样品c(ABAB…AB)不同溶液的多层膜，以期改善薄膜的性能。（2）科学性原则。通过对钙钛矿结构的替位理论的分析可知得通过稀土离子掺杂和多层膜的制备改进BFO材料的铁电性在理论上是可行的，遵守科学性原则。（3）可行性原则。采用溶胶-凝胶方法在ITO/glass基底上制备了对BiFeO3进行A位La掺杂的系列薄膜样品LaxBi1-xFeO3(x＝0.00、0.05、0.10、0.20)及多层膜。并在室温

7、下对薄膜的XRD表征、铁电性质及漏电流性质进行了测试，并将其与纯的BiFeO3薄膜的性质进行了比较，上述实验都在实验室条件的允许之下，遵守可行性原则。（4）社会需求原则。多铁性材料具有十分丰富的科学内涵和重大的应用前景，特别是铁电极化对外部磁场的响应和自旋磁矩对外加磁场的响应特性，使得多铁材料在许多领域有着潜在的应用前景。而这些应用都需要铁电材料具有很强的铁电性，所以通过掺杂改性及多层膜制备BFO材料来提高其铁电性是迫在眉睫的一个问题，所以这一课题的提出遵守社会需求原则。四、课题确定经过课题论证之后，溶胶凝胶法制备镧掺杂BiFeO3薄

8、膜和多层膜及铁电性质的研究这一课题符合课题选择的基本原则且符合基本实际，所以该课题通过。