Lead-based piezoelectric materials, such as PbZrxTi1-xO3 (PZT), have attracted considerable attention and have been widely used in actuators, sensors and transducers due to their excellent electric properties. However, considering the toxicity of lead and its oxides, environmentally friendly lead-free piezoelectric materials are attracting more attention as potential replacements for PZT. Among them, Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT)-based materials exhibit good electrical properties and electromechanical coupling response. In this work, the 0.97Bi0.5Na0.5TiO3-0.03BiAlO3 (BNTBA) thin films (~120 nm thickness) were successfully prepared using the pulsed laser deposition (PLD) method on Pt/TiO2/SiO2/Si substrates. The effects of substrate temperature, oxygen pressure, laser repetition rate, and post-annealing treatment were investigated. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) are used to study the structure of the films and the ferroelectric and dielectric properties are measured. The results show that it is necessary to introduce excess sodium and bismuth to compensate for their evaporation in further thermal treatment. The values of remnant polarization increase from 8.7 μC/cm2 to 12.3 μC/cm2 with the introduction BiAlO3. The dielectric constant increases from 600-550 to 710-600 and the dielectric loss increases from 4.2% to 6.7% at higher frequency when the oxygen pressure increases from 20 Pa to 30 Pa. / Blybaserade piezoelektriska material, såsom PbZrxTi1-xO3 (PZT), har väckt stor uppmärksamhet och har använts i stor utsträckning på grund av deras utmärkta elektriska egenskaper. Men med tanke på toxiciteten hos bly och dess oxider lockar miljövänliga blyfria piezoelektriska material mer uppmärksamhet från forskare som potentiella utbyten för PZT. Bland dem uppvisar Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT) -baserade material bra elektriska egenskaper och elektromekanisk kopplingssvar. I detta arbete framställdes 0,97Bi0.5Na0.5TiO3-0.03BiAlO3 (BNTBA) tunna filmer (~ 120 nm tjocklek) med användning av pulserad laseravsättningsmetod på Pt / TiO2 / SiO2 / Si-substrat. Effekterna av substrattemperatur, syretryck, laserrepetitionshastighet och efterglödande behandling undersöktes. Röntgendiffraktions (XRD) och skanningelektronmikroskop (SEM) används för att studera filmens struktur och de ferroelektriska och dielektriska egenskaperna mäts. Resultaten visar att det är nödvändigt att införa överskott av natrium och vismut för att kompensera för deras avdunstning vid vidare termisk behandling. Värdena för återstående polarisation ökar från 8,7 μC / cm2 till 12,3 μC / cm2 med introduktionen BiAlO3. Den dielektriska konstanten ökar från 600-550 till 710-600 och den dielektriska förlusten ökar från 4,2% till 6,7% vid högre frekvens när syretrycket ökar från 20 Pa till 30 Pa.

To investigate the relationship between the structural characteristics of rough single fracturesand the electrical properties of the rock. In this study, a series of physical models of roughand smooth single fractures were established using the finite element method and Ohm's lawto test the electrical conductivity. By varying the distance between the fracture surfaces, arange of individual fractures with different surface roughness characterized by the relativestandard deviation (RSD) was generated using COMSOL Multiphysics software.Subsequently, the intensity of current passing through the fractures and the influence of roughsurfaces on rock electrical properties were monitored. Numerical simulations demonstrated anon-linear relationship between the current intensity through the models and the RSDroughness, with the equivalent resistivity of the fractured rock increasing with higher RSDvalues. As the RSD roughness increased, the difference in equivalent resistivity betweenrough and smooth fractures also increased, indicating a greater impact of rough surfaces onelectrical properties. The equivalent resistivity of the rock model was 1.05-1.45 times that ofthe parallel plate model with same average aperture. The novelty of this study lies in directlyinvestigating the relationship between roughness of single fractures and rock electricalproperties in three-dimensional, providing insights for understanding the electrical behaviorof rock fractures. / För att undersöka sambandet mellan strukturella egenskaper hos ojämna enkelstrålar och deelektriska egenskaperna hos bergarten. I denna studie etablerades en serie fysiska modeller avojämna och jämna enkelstrålar genom att använda finita elementmetoden och Ohms lag föratt testa elektrisk ledningsförmåga. Genom att variera avståndet mellan strålytornagenererades en rad individuella strålar med olika ytjämnhet som karakteriseras av relativstandardavvikelse (RSD) med hjälp av COMSOL Multiphysics-programvara. Därefterövervakades intensiteten av ström som passerade genom strålarna och inflytandet av ojämnaytor på bergens elektriska egenskaper. Numeriska simuleringar visade på ett icke-linjärtsamband mellan strömintensiteten genom modellerna och RSD-ytjämnheten, där denekvivalenta resistiviteten hos den spruckna bergarten ökade med högre RSD-värden. NärRSD-ytjämnheten ökade, ökade även skillnaden i ekvivalent resistivitet mellan ojämna ochjämna strålar, vilket indikerar en större påverkan av ojämna ytor på de elektriskaegenskaperna. Den ekvivalenta resistiviteten hos bergmodellen var 1,05–1,45 gånger högreän den hos parallellplattanmodellen med samma genomsnittliga apertur. Nyheten i dennastudie ligger i att direkt undersöka sambandet mellan ytjämnheten hos enkelstrålar ochbergens elektriska egenskaper på en tredimensionell skala, vilket ger värdefulla insikter föratt förstå det elektriska beteendet hos bergstrålar och ytterligare förbättra modeller.