BaTiO3由于具有较高的介电常数,良好的铁电、压电性能,被广泛应用于先进电子设备和电力系统中,基于这些特点,BaTiO3材料受到了广泛的关注。本文从实验和计算两个角度出发,研究了Ba1-xSrxTiO3纳米管的铁电性能。首先,从实验的角度出发,制备了不同掺杂浓度、不同水热温度、不同退火温度的Ba1-xSrxTiO3纳米管。对这些样品分别进行微观形貌、物态结构和铁电性能的分析。得到结论如下:对于不同掺杂浓度的样品,当Sr2+离子浓度x=0.12时,纳米管的铁电性能最佳,此时剩余极化强度Pr的平均值为0.09613μC/cm~2。对于不同水热温度的样品,当水热温度在170℃至180℃之间时,纳米管的厚度比较适宜,铁电性较好。其中180℃的样品铁电性能最佳。对于不同退火温度的样品,当退火温度高于400℃时,样品结晶程度较好,具有铁电性。当退火温度为450℃时,样品结晶程度最好,铁电性能最佳。其次,从理论计算角度出发,本文运用第一性原理,分别构建了立方相和四方相大小为3×3×2 BaTiO3超晶胞和Ba1-xSrxTiO3超晶胞。通过CASTEP模块对构建的晶胞进行几何优化,计算其能带结构和态密度。计算得到结论如下:几何优化之后四方相的Ba1-xSrxTiO3超晶胞对比BaTiO3超晶胞体积有所减小,密度有所增大,变得更加致密。掺杂Sr2+离子后,立方相超晶胞和四方相超晶胞中的所有Ti原子在Z轴上都有移动。对于立方相超晶胞,Sr2+离子掺杂后Ti原子位移较小,但导致晶格中正负电荷不再重合,晶体产生自发极化,从而具有铁电性。对于四方相超晶胞,Sr2+离子掺杂后Ti原子位移较大,晶体自发极化强度增大,晶胞铁电性能增强。掺入Sr2+离子后,引入杂质能级,能带结构从直接带隙变为间接带隙,禁带宽度减小。态密度峰向着能量较高的方向移动,间隙减小变得密集。在理论上证实了Sr2+离子可以掺入到BaTiO3超晶胞的晶格中,产生自发极化,铁电性能得以增强。