附件2：
河南师范大学“大学生创新性实验计划”项目
中期检查报告
学院物理与信息工程学院专业物理学
项目名称高灵敏度陶瓷压电传感器的研制
项目类别国家级项目（）校重点项目（）校一般项目（√）请打“√”负责人李伟杰指导教师杨宗献
立项时间2010年9月立项经费 600元
一、预定完成的目标（按照立项时申请书内容填写）
（1）.研究半导体陶瓷敏感材料能达到工艺简单、价格低廉、性价比高等综合优势，并且在推动信息与材料科学技术向纵深发展，从而产生大量新兴信息传感技术产业并全面推进传统产业的信息化进程方面起到积极的推动作用。

半导体陶瓷敏感材料在温度、电场、气体、湿度等领域敏感元件和传感器应用方面取得重大进展。

（2）.本课题可以发表1~2论文，以期为半导体敏感陶瓷材料在传感器领域的应用的研究提供理论依据。

（3）.在了解科研培养科研兴趣和完成这个课题的同时，也能为科研事业尽上自己的一份力同时也可以掌握一些国际前沿动态的知识。

二、项目进展情况（成绩和效果及相关佐证材料等）
1、目前已研究出半导体陶瓷敏感材料在温度、电场、气体、湿度的环境中敏感元件和传感器具有灵敏度高、结构简单、工艺简单、成本低的优势。

2、正在研究半导体陶瓷敏感材料在信息、通信、仪器、仪表各类新兴产业和传统工业设施中使用时的性能及变化情况。

3、在研究过程中参阅的文献资料有：
张福学．传感器电子学，北京国防工业出版杜．1991
向勇．谢道华片式多层元件新技术概论电子元件与材科．1999；
Xiang Yong Hu Ming Xie Daohua Tianjin University, The Sensitive Ceramic Materials Applied in the Sensor Field,Tianjin 300072
三、项目研究中有无其它需要说明的问题
1、本小组所研究的问题属于材料研究及应用，成果目前主要以理论形式呈现；
2、原始数据多为计算时需要建立的模型图及数据；
3、整个研究周期内，主要部分为理论研究及其材料分析部分，此阶段研究需要时间较长。

四、经费使用情况（已使用金额及用途）
打印资料参考文献，电子用品等，在其他地方低价购买少量瓷材料勇于研究，总花费366元。

五、下一阶段工作计划（按照立项时申请书内容填写）
（1）. 研究半导体敏感陶瓷材料在传感器领域的应用结构，设计解决微热板的机械强度等问题，追求高生产成品率和高机械强度。

利用热设计解决微热板的功耗、温度分布等问题，以实现低功耗，均匀快速加热和快速变温等目的。

(2).研究半导体敏感陶瓷材料在传感器领域的应用，做到使加热电极和信号电极设计在同一平面上，达到有效地减小串扰作用，以获得较高的加热效率，同时降低工艺复杂度，使其整体性能得以提高。

六、创新心得体会（不少于500字）
2010年9月份，时值大二上学期的我们成功申报国家大学生创新项目，开始了我们为期一年半的创新研究征程。

在这一年来的研究创新过程中，我们历经了重重困难，收获了种种喜悦，迈开了我们研究征程的一步又一步。

至此回望，感触颇多。

在理论知识学习上，由于当时我们还未系统学习量子力学、固体物理等知识，因此对基于量子力学和玻恩-奥本海默绝热近似从头算方法的密度泛函理论以及固体物理的相关知识了解不是很多，于是我们从基础理论知识着手，通过借阅图书馆相关书籍及网络数据库搜寻相关知识，进行深入学习。

通过一年来的不懈努力，我们克服了超前学习的种种困难，掌握住了用第一性原理对体系分析研究的方法，并对固体物理中的晶格结构、晶体的热学性质、半导体电子论及晶体中的缺陷和扩散等知识有了深切的体会，充分锻炼了我们快速接受新知识的能力。

在计算机模拟软件学习上，由于我们项目采用的是基于密度泛函（DFT）的第一性原理软件包 VASP 和slab 超原胞模型,通过对半导瓷的半导化机理，在于陶瓷材料成分中化学计量比的偏离或杂质缺陷对晶粒的影响．以及施主和受主在晶界形成的界面势垒，从而使陶瓷体的电导率由l0I1 提高到1O 0～10 0 ·cm 之间。

半导体的电导率受外界条件影响可能发生显著变化。

利用这种敏感特性可制造各种敏感元件和传感器．具有灵敏度高、结构简单、工艺简便、成本低廉等优点并利用全电子的投影缀加波方法描述芯电子与价电子的相互作用，考虑不同的电子交换关联函数对相关体系计算结果的影响。

因此我们需要深入学习了VASP及相关软件包CASTEP。

由于我们以前未接触过这款软件，再加上此软件使用说明是全英版的，所以学习起来遇到了不少困难，不过我们没有泄气，我们相信坚持的力量！在杨宗献教授的悉心指导和其研究生的热情帮助下，我们对这款软件有了越来越深入的了解，现在已经能够构建一些简单的理论模型，对其态密度、能带结构等进行初步的计算分析。

这不仅提高了我们的计算机水平，还锻炼了我们信息分析处理能力，为进一步的创新工作做好了准备。

每周一次研究组交流会，是杨宗献老师为我们提供的一个很好的交流学习平台。

我们把每周的工作进行总结汇报，并与杨老师及其研究生进行沟通交流，不断地学习新的研究方法。

这不仅让我们对自己的不足有了一个更加清醒的认识，不断地去完善研究方案，还让我们学习到了作为一个研究者应该具有的科学素养和科学态度。

我们在沟通与学习中不断走向进步。

国家大学生创新性实验项目给我们提供了展现创新能力的平台，它极大地调动了我们主动学习的积极性，培养了我们团队合作精神，同时也锻炼了我们的组织、协调能力，让我们逐渐掌握了思考问题、解决问题的方法，大大提高了我们的创新实践的能力。

七、项目指导教师对该项目研究进展情况的意见
指导教师签名：
年月日
八、学院专家组审核意见（仅校级一般项目填写）
学院工作组组长签名（盖章）：
年月日中期检查结果类别（请打√）合格
限期整改
不合格
九、校专家组审查意见（仅国家级、校级重点项目填写）
专家组组长签名：
年月日中期检查结果类别（请打√）合格
限期整改
不合格。