项目来从国家自然科学基金、省自然科学基金与省市科技计划项目。本项目属于物理学和材料科学与工程基础学科及其他学科，主要研究钙钛矿材料锆钛酸钡陶瓷与薄膜及梯度钛酸锶钡薄膜的介电调谐、薄膜的界面特性、实现调谐与应用。主要内容以及发现创点：1）开拓性地研究了锆钛酸钡陶瓷结构特点，随着锆的成分增加，钛酸钡的二个低温铁电相变温度向高温漂移，而高温铁电-顺电相变 温度向低温方向漂移，在锆含量达12%摩尔时，三个相变温度重合后，继续随锆含量的增加向低温移动；这样就可以选择配方，把铁电-顺电相变温度 (Tc或Tm)推向室温以下，在室温获得低损耗与高介电调谐率的顺电锆钛酸钡陶瓷，其中锆含量达20%摩尔时锆钛酸钡材料具有最高的介电调谐率，而含 27%摩尔的锆钛酸钡具有更高的优值因子，从而实现该类陶瓷与薄膜的介电调谐器件的应用。2）在实验上首次系统研究锆钛酸钡基陶瓷的介电弛豫特性与介电调 谐特性的影响规律，揭示锆/钛比对介电调谐特性的影响规律，以及温度变化与电场变化对介电调谐特性的影响规律；锆含量大于25%摩尔时，锆钛酸钡出现介电弛豫特性，该类材料弛豫特性来从晶粒应变与极化微区；锆含量高的锆钛酸锶钡陶瓷在室温本应为顺电态没有铁电性，结果出现“slim”铁电电滞回线行为，说明该类材料在室温仍然具有极化纳米微区(铁电纳米畴)。3）率先研究了锆钛酸钡陶瓷基晶粒尺寸对调谐特性的影响及其规律，小晶粒陶瓷具有介电弥散与弛豫特点，相变温度漂移至更低的温度，调谐率也降低。只有大晶粒尺寸的该类陶瓷才具有更高的介电常数与低损耗、高介电调谐率与优值因子。4）发现锆钛酸铅纳米线的压电特性、压电响应。5) 发现织构影响薄膜的介电性能，(100)取向的锆钛酸钡薄膜具有高介电调谐率；创造的选择多种金属氧化物导电电极材料做过镀层，如钌酸钙、镧锶锰氧和镧钙锰氧改善薄膜的介电调谐性特性，纠正了人们的一些认知错误，金属氧化物电极可以增益介电调谐率，但不能增益优值因子；用金属氧化电极，因为界面缺陷等影响，增益介电常数的同时，损耗也增大了，因而不能增益优值因子。6）用化学溶液沉积法合成无铅钛酸铋钠铁电薄膜，通过实现(111)择优取向生长，获得具有最佳铁电性能的无铅钛酸铋钠压电薄膜；系统地研究了铁电薄膜/金属电极(或金属氧化物)电极的界面漏电流与界面特性与界面行为。

    本项目建立了一套锆钛酸钡弛豫型陶瓷介电弛豫与介电调谐特性规律的表征方法与评价标准，成果成该领域的分析方法标准与数据对照标准。在Chem Mater、Acta Mater与Appl Phys Lett等国内外权威刊物发表SCI收录论文46篇。SCI总引用次数1710次，其中SCI他引1422次。被包括欧美、亚洲、南美洲、澳大利亚与非洲等39个国家与地区同行们广泛引用，单篇他引用 285次为该领域的他引国际最高。包括美国的新泽西州立大学的A.Safari教授(IEEE Fellow) 与铁电领域的“黄埔军校”之称的美国宾州大学材料科学系的曹文武教授、德国的斯图加特大学的M.Mehringj教授与晶体所的R.Fornari教授，国际上公认在最具权威的“集成铁电学之父”英国皇家科学院院士(FRS)英国圣安德鲁斯大学的J.F. Scott教授、美国工程院院士美国滨州大学的Susan Trolier-McKinstry教授、国内的姚喜院士、李龙土院士、褚君浩院士、李言荣院士、刘韩星教授、翟继卫教授等课题组广泛引用与综述介绍。