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開(kāi)題報(bào)告：真空蒸發(fā)制備PbSe薄膜

及其熱電性能研究報(bào)告人：孫冬冬指導(dǎo)教師：鄒敏敏2023.3.261/14目錄一.選題背景、研究意義及文獻(xiàn)綜述二.研究基本內(nèi)容，擬處理主要問(wèn)題三.研究步驟、辦法四.研究工作進(jìn)度五.主要參照文獻(xiàn)2/14一.選題背景、研究意義及文獻(xiàn)綜述1.1選題背景：根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)2023年11月公布2023年《世界能源展望》最新報(bào)告預(yù)測(cè),2023年到2035年全球能源需求將增加1/3,僅石油需求將從2023年8700萬(wàn)桶/天增加至2035年9900萬(wàn)桶/天。IEA在報(bào)告中還警告,假如能源政策不進(jìn)行大膽改革,全球?qū)⑾萑氩环€(wěn)定、低效高碳能源困境中。3/14江澤民同志在2023年出版《中國(guó)能源問(wèn)題研究》中指出:我們務(wù)必發(fā)展中國(guó)特色新能源道路----堅(jiān)持節(jié)省高效、多元發(fā)展和清潔環(huán)境保護(hù)理念,逐漸使我們生存環(huán)境成為一種高利用率和低污染、低排放生態(tài)環(huán)境。因此發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情新型、環(huán)境友好、可再生能源及新型能源轉(zhuǎn)換技術(shù)具有十分主要現(xiàn)實(shí)意義。4/141.2研究意義近幾年，科學(xué)家已經(jīng)在納米晶PbSe、PbS、PbTe等材料中觀測(cè)到了“多載流子效應(yīng)”，俗稱“雪崩效應(yīng)”。利用PbSe等納米半導(dǎo)體材料制作太陽(yáng)能電池最高理論轉(zhuǎn)換效率可望達(dá)成44%。PbSe禁帶窄、量子效率高、具有良好光電效應(yīng)、噪聲低、對(duì)外界條件影響反應(yīng)比較敏捷,廣泛應(yīng)用于紅外探測(cè)器、紅外二維成像顯示屏、光電阻器、光發(fā)射器以及噴射激光等。5/141.3.1文獻(xiàn)綜述PbSe是IV-VI族,與PbTe和PbS硫族鉛化物類似,具有氯化鈉型晶體構(gòu)造,屬于面心立方點(diǎn)陣,空間群為Fm3m,每個(gè)晶胞內(nèi)有6個(gè)Pb和6個(gè)Se原子。PbSe光學(xué)指數(shù)大，折射率約為4.6，因此在保持光學(xué)常數(shù)不變情況下，能夠用PbSe量子點(diǎn)調(diào)整光禁帶寬度，是光禁帶應(yīng)用中有潛力材料。PbSe電子、空穴、激子玻爾半徑相對(duì)較大，分別為23nm、23nm、46nm，提供了一種接近這種極端量子局域區(qū)域途徑，因此具有強(qiáng)量子局域所有特點(diǎn)，例如受表面效應(yīng)影響比較小，表面/體積比非常低。6/141.3.2主要制備辦法

分子束外延和液相外延電化學(xué)沉積法脈沖激光沉積法溶劑熱制備法超聲電化學(xué)法化學(xué)浴沉積法真空共蒸發(fā)法7/141.3.3真空蒸發(fā)法

基本原理:是把被蒸發(fā)材料加熱到蒸發(fā)溫度，使之蒸發(fā)沉積到襯底上形成所需要膜層。真空蒸發(fā)鍍膜最常用是電阻加熱法，其長(zhǎng)處是加熱源構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作方便；缺陷是不適用于難熔金屬和耐高溫介質(zhì)材料。8/14二.研究基本內(nèi)容，擬處理主要問(wèn)題2.1研究基本內(nèi)容采取真空蒸發(fā)法研究PbSe薄膜沉積工藝；使用X-射線衍射儀分析薄膜晶體構(gòu)造；利用掃描電鏡（SEM）及原子力顯微鏡（AFM）研究薄膜表面微觀形貌；利用電子探針（EPMA）研究薄膜組成。9/142.2擬處理主要問(wèn)題：襯底溫度對(duì)薄膜結(jié)晶狀態(tài)影響；

薄膜電導(dǎo)率對(duì)薄膜熱電性能影響。10/14三.研究步驟、辦法1.查閱有關(guān)資料和文獻(xiàn)，理解目前PbSe薄膜制備辦法；2.安裝調(diào)試設(shè)備，熟悉真空蒸發(fā)設(shè)備操作規(guī)程；3.在不一樣襯底溫度、蒸發(fā)源溫度等條件下制備PbSe薄膜樣品；4.用XRD對(duì)薄膜構(gòu)造進(jìn)行分析，利用SEM及AFM對(duì)薄膜表面微觀形貌進(jìn)行分析，利用EPMA對(duì)薄膜組成進(jìn)行分析，初步研究薄膜熱電性能,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；5.處理、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)作出曲線和圖表；6.整頓試驗(yàn)成果并撰寫(xiě)畢業(yè)論文。11/14四.研究工作進(jìn)度1~4周：文獻(xiàn)調(diào)研，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；5~9周：在不一樣襯底溫度、蒸發(fā)源溫度等條件下制備PbSe薄膜樣品；10~13周：采取XRD、SEM、AFM等多種分析伎倆研究薄膜晶體構(gòu)造、微觀形貌、性能等，初步測(cè)試不一樣條件下薄膜樣品熱電特性；14~16周：分析、處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。12/14五.主要參照文獻(xiàn)【1】周鳳玲,李效民,高相東,邱繼軍PbSe納米晶薄膜制備以及其光電特性研究無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)【2】隋明曉磁控濺射PbTe納米材料制備、表征及特性研究碩士論文【3】陳波高壓燒結(jié)制備PbSe基熱電材料微構(gòu)造與熱電性能研究武漢理工大學(xué)【4】張美芳，林飛薄膜材料制備辦法[J]．廣東化工，2023，39(1)：77【5】趙躍