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【课题背景】

人体心血管功能的长期、连续超声成像对于评估心血管健康、检测心功能障碍以及慢性心血管疾病的防治具有重要意义。目前，面向医学超声成像用的传统超声换能器件体积大、材质刚性、无法与人体表面良好耦合，进而会产生无法长期、持续性成像监测等问题。近年来，柔性可拉伸超声器件因其小型化、可拉伸、可穿戴、可持续监测等优点，使其在可穿戴超声生物电子研究领域中受到了广泛关注。

然而，目前柔性可拉伸超声换能器依然存在着压电材料“精而不柔，柔而不精”的矛盾以及声波透射效率低等关键问题，限制了柔性可拉伸超声换能器的带宽和灵敏度等声学响应。因此，如何使压电材料兼具柔性和高压电响应，同时构建柔性可拉伸超声换能器的声学匹配机制是实现大带宽、高灵敏度柔性可拉伸超声器件的关键。

本课题是功能材料、器件物理与生物电子医学的交叉融合，有望为柔性可穿戴超声生物电子医学器件的发展提供新思路。

【课题方向参考】

• 压电复合材料三维尺度下多物理场耦合的理论物理模型

• 压电单晶复合材料的振动模态和机电耦合效应

• 不同压电柱高宽比、压电柱节距/缝宽和压电相含量等对复合材料电学、声学阻抗性能的影响规律

【适合人群】

• 学科方向：物理学、电子信息、材料、声学、机械工程等专业

• 学历：本科及以上

• 专业基础：基本了解压电材料的定义及物理机理，了解其应用，熟悉超声换能器的基本概念和工作原理

• 软件工具：会使用comsol/piezoflex有限元软件的优先

【课题收获】

• 高质量论文一篇（SCI/CCF定向期刊）

• SCI/CCF期刊投递与发表指导

• 结业证书

【导师介绍】

Dr. Zhang，QS100高校博士，211高校讲师

• 累计在 Nat. Commun.，Appl. Phys. Lett.，IEEE Trans. Instrum. Meas.，Ultrasonics，IEEE Trans. Electron Devices，Sens. Actuators A: Phys.等器件物理类期刊上接收发表SCI论文17篇，其中第一作者发表8篇，二区及以上5篇

• 主持国家自然科学基金青年基金等纵向、横向项目5项

• 获发明专利授权2项

• 辅助指导硕士生3名，博士生1名

• 可适当提供压电声学器件相关的仿真计算分析指导等指导课程；可提供开源代码并指导复现；可提供部分开放研究数据；可提供申博指导、大厂实习机会推荐

【课题安排】

研究周期预估六个月左右，具体视学员情况调整。

【推荐阅读】

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