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文檔簡(jiǎn)介
1、湖北文理學(xué)院2015年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng) 目 名 稱磁控濺射原位退火法制備氧化鋅薄膜及其輸運(yùn)性質(zhì)的研究項(xiàng) 目 類 型( )創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目( )創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目( )創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目項(xiàng) 目 負(fù) 責(zé) 人賈天明指 導(dǎo) 教 師魏彥鋒申 報(bào) 日 期2015年4月15日湖北文理學(xué)院教務(wù)處二一五年四月填 寫 須 知一、項(xiàng)目分類說明:1.創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生個(gè)人或團(tuán)隊(duì),在校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)下,自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)、研究條件準(zhǔn)備和項(xiàng)目實(shí)施、研究報(bào)告撰寫、成果(學(xué)術(shù))交流等工作。2.創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生團(tuán)隊(duì),在校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)中每個(gè)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中承擔(dān)一個(gè)或多個(gè)具體的角色,通過編制商業(yè)計(jì)劃書、開展可行性
2、研究、模擬企業(yè)運(yùn)行、進(jìn)行一定程度的驗(yàn)證試驗(yàn),撰寫創(chuàng)業(yè)報(bào)告等工作。3.創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目是學(xué)生團(tuán)隊(duì),在學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)下,采用前期創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn))的成果,提出一項(xiàng)具有市場(chǎng)前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務(wù),以此為基礎(chǔ)開展創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。申報(bào)該類項(xiàng)目需額外提交企業(yè)導(dǎo)師合作指導(dǎo)協(xié)議書作為附件。二、申報(bào)書請(qǐng)按順序逐項(xiàng)填寫,填寫內(nèi)容必須實(shí)事求是,表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)??杖表?xiàng)要填“無”。三、申請(qǐng)參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的人數(shù)含負(fù)責(zé)人在內(nèi)不得超過5人。四、填寫時(shí)可以改變字體大小等,但要確保表格的樣式?jīng)]有被改變;填寫完后用A4紙張雙面打印,不得隨意涂改。項(xiàng)目名稱磁控濺射原位退火法制備氧化鋅薄膜及其輸運(yùn)性
3、質(zhì)的研究項(xiàng)目起止時(shí)間 2015 年5月 至 2016年5月負(fù)責(zé)人姓名年級(jí)學(xué)院學(xué)號(hào)聯(lián)系電話E-mail賈天明大一物電201411011418827511810245204845項(xiàng)目組成員常 毅大一物電2014110102188275153812397831747王再興大一物電201411013718827513250845569458張 恒大一物電2014110147188275125921337669837指導(dǎo)教師姓名魏彥鋒職務(wù)/職稱講師所在單位湖北文理學(xué)院物理與電子工程學(xué)院聯(lián)系電-mailyfwei校外導(dǎo)師姓名職務(wù)/職稱所在單位聯(lián)系電話E-mail一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介(20
4、0字左右)ZnO是新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)及壓電特性,在發(fā)光二極管、光致熒光器件、光探測(cè)器、透明導(dǎo)電薄膜、聲表面波器件等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。帶隙可調(diào),具有n型、p型摻雜的高質(zhì)量、高穩(wěn)定性單晶和薄膜材料的獲得是目前制約ZnO全面應(yīng)用的最關(guān)鍵因素。本項(xiàng)目研究磁控濺射法制備ZnO薄膜的工藝,探索原位退火的方法如何影響和提高樣品物理性能。原位退火具有提高薄膜結(jié)晶度、控制摻雜等優(yōu)點(diǎn),重點(diǎn)研究不同退火條件對(duì)電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。本項(xiàng)目的成功實(shí)施將有助于總結(jié)不同工藝條件對(duì)ZnO制備的影響方式,為下一步的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。二、申請(qǐng)理由(包括自身/團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí)、條件、特長、興趣、前期準(zhǔn)備等)
5、自身及團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí):進(jìn)入大學(xué)后,經(jīng)過一年的學(xué)習(xí),我們團(tuán)隊(duì)成員學(xué)習(xí)了普通物理以及相關(guān)專業(yè)課程,已經(jīng)具備了基本的專業(yè)知識(shí)。此外經(jīng)過教師的指導(dǎo),結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員的興趣愛好,我們對(duì)有關(guān)ZnO的固體物理的知識(shí)進(jìn)行了補(bǔ)充,通過資料查詢和文獻(xiàn)閱讀,了解和熟悉了相關(guān)研究進(jìn)展,掌握了磁控濺射鍍膜的原理。自身及團(tuán)隊(duì)具備的條件: 本項(xiàng)目組由3名成員組成,成員各有特長,1名擅長實(shí)驗(yàn)操作,1名擅長理論分析,1名擅長協(xié)作協(xié)調(diào)。成員組在實(shí)驗(yàn)、理論知識(shí)及管理溝通合作等方面都具備了相應(yīng)的能力。并且項(xiàng)目組成員通過前期學(xué)習(xí),相互探討,對(duì)本項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容具有濃厚的研究興趣和動(dòng)力。 在實(shí)驗(yàn)硬件條件上,本項(xiàng)目可依托物電學(xué)院的“低維光電材料與
6、器件”湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)省級(jí)示范中心,實(shí)驗(yàn)室和示范中心設(shè)備齊全,為項(xiàng)目開展提高了完善的實(shí)驗(yàn)條件。 項(xiàng)目組指導(dǎo)教師在半導(dǎo)體材料研究方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),并且承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金的研究,可為項(xiàng)目的推進(jìn)提供科學(xué)和全面的指導(dǎo)。并且團(tuán)隊(duì)成員學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)。自身及團(tuán)隊(duì)具備的特長、興趣:本團(tuán)隊(duì)成員有的基礎(chǔ)理化和英語知識(shí)好,擅長對(duì)知識(shí)的整理,喜歡實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)理論;有的動(dòng)手能力強(qiáng),具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);有的擅長溝通,交流合作、協(xié)調(diào)安排等,成員之間形成了良好的合作互補(bǔ)關(guān)系。前期準(zhǔn)備:本項(xiàng)目的靈感來源于上學(xué)期近代物理實(shí)驗(yàn)課程一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,該項(xiàng)目成功地制備出ZnO薄膜,并且用臺(tái)階義、XRD、SEM
7、等儀器對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)量,獲得了有關(guān)樣品的很多重要信息。與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)比,晶體結(jié)構(gòu)、能隙大小等方面結(jié)果反映樣品具有不錯(cuò)的質(zhì)量。由于時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的限制,對(duì)電輸運(yùn)性質(zhì)的表征還未進(jìn)行,而電輸運(yùn)性質(zhì)如電導(dǎo)率和霍爾系數(shù),能揭示樣品載流子和摻雜的重要信息。同時(shí),退火是改進(jìn)樣品物理性能的重要方法,本項(xiàng)目采用原位退火的方法。進(jìn)一步研究調(diào)節(jié)和提高樣品質(zhì)量的方法。在前期準(zhǔn)備階段,我們團(tuán)隊(duì)通過網(wǎng)絡(luò)資料和文獻(xiàn)查詢、與指導(dǎo)教師交流,以及實(shí)地考察研究實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)設(shè)備等活動(dòng),掌握了實(shí)驗(yàn)室磁控濺射鍍膜機(jī)的操作方法,初步接觸了樣品表征方法,如:XRD測(cè)量晶體結(jié)構(gòu)、SEM測(cè)量表面形貌、光譜測(cè)量透射率等。對(duì)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容及研究方案進(jìn)
8、行了充分的探討,為項(xiàng)目的開展進(jìn)行做好了理論知識(shí)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備。下面兩張附圖是前一項(xiàng)目所制備ZnO薄膜XRD和透射率結(jié)果。圖一. ZnO薄膜XRD結(jié)果,峰值在34.34度,對(duì)應(yīng)(002)面的衍射,表明薄膜是很好的外延生長圖二. ZnO薄膜透射率結(jié)果,可見光波段透射率在90%以上,紫外段強(qiáng)烈吸收,透射率3%以下,吸收陡峭處對(duì)應(yīng)波長375 nm,推算材料能隙3.3 ev三、項(xiàng)目方案(計(jì)劃、技術(shù)路線、人員分工等) 研究計(jì)劃:本項(xiàng)目計(jì)劃研究以下內(nèi)容:1. 磁控濺射法制備ZnO薄膜在不同退火溫度、速度和氣氛下濺射薄膜;表征樣品,用XRD、SEM和光譜儀等儀器測(cè)量樣品晶體結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能。2. 測(cè)量
9、ZnO薄膜的電輸運(yùn)性質(zhì)在薄膜表面蒸鍍Al電極,要保證電極和薄膜接觸良好;采用四端法測(cè)量,測(cè)量樣品電導(dǎo)率和霍爾系數(shù)。3. 總結(jié)原位退火對(duì)薄膜性能影響規(guī)律根據(jù)以上結(jié)果總結(jié)規(guī)律,進(jìn)一步改變退火參數(shù),重復(fù)鍍膜和表征的步驟,改進(jìn)或驗(yàn)證所總結(jié)的規(guī)律。獲得高質(zhì)量的ZnO薄膜技術(shù)路線:如圖所示采用不同退火參數(shù),濺射薄膜用XRD,SEM等表征樣品調(diào)整退火參數(shù)重復(fù)試驗(yàn)測(cè)量電輸運(yùn)性質(zhì)根據(jù)結(jié)果總結(jié)規(guī)律項(xiàng)目人員分工:職 位主 要 工 作 內(nèi) 容負(fù)責(zé)人:賈天明組織協(xié)調(diào)小組工作,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,理論分析。組 員:常 毅負(fù)責(zé)磁控濺射法制備ZnO膜。組 員:王再興制備用于四端測(cè)量的電極。組 員:張 恒對(duì)ZnO薄膜進(jìn)行電輸運(yùn)測(cè)量。
10、四、項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)本項(xiàng)目研究磁控濺射法制備ZnO薄膜,輔以各種表征手段,以獲得生長條件對(duì)薄膜性能影響的規(guī)律,從而提高薄膜質(zhì)量或通過調(diào)節(jié)參數(shù)制備所需摻雜條件的樣品。相比目前磁控濺射法制備ZnO薄膜的研究,本項(xiàng)目有如下特色和創(chuàng)新:1、當(dāng)前研究中,多采用后退火的方法,即,把樣品從鍍膜機(jī)中取出,在專用爐子中退火。原位退火可以避免樣品暴露大氣所引入的污染,更有效增加結(jié)晶度,已有少量的相關(guān)報(bào)道,但多集中在退火溫度的研究上。本項(xiàng)目將詳細(xì)研究退火中溫度、速度和氣氛等多種因素對(duì)樣品的影響。這是本項(xiàng)目的一個(gè)特色。2、與原位退火工藝相結(jié)合,電輸運(yùn)測(cè)量能有效反映載流子濃度與摻雜特性,獲得更加全面的信息。這也是本項(xiàng)目
11、的一個(gè)特色。4、 五、項(xiàng)目進(jìn)度安排1、項(xiàng)目準(zhǔn)備階段(2015.052015.06)(1)收集和學(xué)習(xí)項(xiàng)目相關(guān)的文獻(xiàn)和資料,主要包括:薄膜電輸運(yùn)測(cè)量的方法及現(xiàn)有結(jié)果,退火研究的結(jié)果;(2) 結(jié)合前期調(diào)研結(jié)果,制定項(xiàng)目更詳實(shí)得實(shí)驗(yàn)方案和研究?jī)?nèi)容;2、項(xiàng)目實(shí)施階段 (2015.072016.02) (1)研究原位退火溫度、速度、氣氛等參數(shù)對(duì)ZnO薄膜性能的影響; (2)測(cè)量樣品電輸運(yùn)特性,獲得電導(dǎo)率、載流子濃度和類型等相關(guān)信息 ; (3)根據(jù)測(cè)試表征結(jié)果,調(diào)整工藝參數(shù),獲得優(yōu)化的可控制備參數(shù)。3、項(xiàng)目總結(jié)階段(2016.032016.05)針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施中出現(xiàn)的問題和解決途徑,分析總結(jié)項(xiàng)目研究經(jīng)驗(yàn),撰寫項(xiàng)目研究報(bào)告。六、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃(要求說明項(xiàng)目經(jīng)費(fèi))資料收集費(fèi):100.00元實(shí)驗(yàn)材料費(fèi):1000.00元差 旅 費(fèi):0.00元加工制作費(fèi):200.00元上機(jī)上網(wǎng)費(fèi):0.00元版 面 費(fèi):1000.00元申請(qǐng)專利費(fèi):500.00元文具用品費(fèi):100.00元其 它:100.00元合 計(jì):3000.00元七、項(xiàng)目完成預(yù)期成果(論文級(jí)別、專利、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品、服務(wù);創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目需說明公司規(guī)模、營業(yè)額等)1、獲得原位退火對(duì)ZnO薄膜物理性質(zhì)影響的規(guī)律;2、發(fā)表1-2篇相關(guān)學(xué)術(shù)論文;3、通過項(xiàng)目訓(xùn)練,提高理論聯(lián)系實(shí)踐和解決問題的能力。指導(dǎo)教師意見:該項(xiàng)目選題針對(duì)目前困擾ZnO材料
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