研究意义：由于铁电材料具有优异的铁电性及压电性等电学性质，使其在光电子， 微电子等领域存在巨大应用前景，例如铁电纳米晶体是制作下一代非挥发性存储器的 关键。我们通过热力学方法来建立模型来描述尺寸对铁电体的居里温度的影响关系， 将在减小存储单元尺寸方面发挥重要作用。

国内外研究现状及存在的问题：研究人员对铁电薄膜、铁电纳米线及铁电粒子等 纳米尺度下的铁电材料进行了大量的研究。研究表明铁电材料的相关性能依赖于很多 因素，例如材料所处的温度、边界条件、尺寸大小、表面效应、外加电场以及外延应 力等等。其中尺寸效应和表面效应给理论研究带来了很多的困难。一些模拟计算表明 即使在超薄的厚度下也存在铁电态，似乎意味着并不存在临界尺寸，然而在实验观测 中却可以观测到。此外，同一种铁电体在各文献中报道的临界尺寸也很少一致，与其 在实验中所测量到的临界尺寸也不相同。虽然已有一些理论模型被建立，但仍存在局 限性不能全面得解释全部实验现象。而且在这些模型中含有可调的参数，导致我们对 相应的作用机理难以理解。这些均表明，关于铁电材料临界尺寸的研究有待进一步展 开，例如优化理论研究方法，理论模型，改进铁电特性的实验观测手段等。

1。2 纳米材料

纳米材料是晶粒尺寸为 1-100nm 的材料，纳米材料可以分为纳米结构，纳米棒或 纳米线，纳米粒子和零维纳米材料，这个分类是按照纳米材料的维度进行划分的。纳 米材料按照其组成的材质可以分为：纳米金属材料，纳米陶瓷，纳米高分子和纳米复 合材料等。如果按照功能来分类，可将其分为：纳米磁性材料，纳米生物材料，纳米 环保材料等。纳米材料具有五大效应，体积效应，表面效应，量子尺寸效应，介电限 域和量子隧道效应[1]。纳米粒子尺寸达到电子的德布罗意波（λ）相当尺寸时，边界条件被破坏从而引发纳米材料性质的变化，即体积效应。表面效应即：纳米材料粒径 变小，导致表面原子与总原子数之比急剧增加，引起性质的变化。量子尺寸：纳米粒 子的尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现 象。微观粒子具有贯穿势垒的能力，这被称为隧道效应。纳米粒子与其他介质的折射 率不同从而产生局部的场强效应，即介电限域，其对纳米粒子的光学性质有重要的影 响。在物理化学性质方面，相比于常规的粗晶材料，纳米材料具有优异的性能。其在 电学，光学，磁学，机械性能等方面表现优异，并且具有广阔的应用前景。因此，纳 米材料被称为 21 世纪的新型材料，已经引起了人们的广泛研究的兴趣。

1。2。1 纳米晶体的制备方法

纳米晶体的制备方法众多，按照制备材料状态可以将其分为三类：气相法，液相 法和固相法。气相法是指让原料在气态条件下发生反应，液相法是将均相溶液中的溶 质成分分离，然后通过加热的方式得到粉末[2]。而固相法是指将固态金属混合，经过 研磨和煅烧等手段得到粉末。这三种方法各有其优点，气相法获得的颗粒分散性较好。 而液相法产品的纯度高均匀性好，固相法相比于其他方法工艺操作方便。在液相法中 溶胶-凝胶法应用最为广泛，气相法中则是气相沉淀法（CVD）。溶胶-凝胶法之所以 应用广泛，其相比于其它液相方法具有众多优势。凝胶法可以制备出很高纯度的材料， 同时制备的晶体材料粒径分布均匀。气相沉淀法是通过加热具有挥发性的金属化合物， 使其蒸发并生成产物，然后经过冷凝和研磨得到纳米粉体材料。除了加热的方式，我 们还能通过激光或者紫外线的方式来使沉积反应进行。在固相法制备纳米晶体的过程 中，我们要使晶体的尺寸降低，通常可以采用机械粉碎的物理方法或者用化学处理的 方法。在此过程中，使用这两种方法并不会改变物质的组成。物理方法中，包括使用 高能球磨机来粉碎金属成为粉末。但是，用此法得到的粉体容易受到杂质的污染[3]。 1。2。2 纳米晶体的结构