文档介绍：湖南工业大学
课程设计
资料袋
理学院(系、部) 2010 学年第下学期
课程名称材料科学导论指导教师李雪勇职称讲师
学生姓名阳龙专业班级应用物理071班学号 07411200112
题目溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的应用和工艺
成绩起止日期 2010 年 12月 13 日~2010 年 12 月 17日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
张
4
5
6
湖南工业大学
课程设计任务书
2009 —2010 学年第 2 学期
理学院学院(系、部) 应用物理学专业 071 班级
课程名称: 材料科学导论
设计题目: 溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的应用和工艺
完成期限:自 2010 年 12 月 13 日至 2010 年 12 月 17 日共1 周
内
容
及
任
务
任务要求:
1)广泛地调研和阅读有关中外文的文献资料,对前人的工作进行综合分析和评价,熟悉ZnO薄膜的制备方法和ZnO薄膜材料的研究现状。
2)在上述调研基础上,从实际情况出发,设计一套切实可行的镀膜实验,并能够熟悉实验步骤,做出实验并对结果进行检测。
3)在上述实验基础上,研究实验条件对样品的微观结构和光电性能的影响,并尽可能的从微观机理上作出解释。
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2010-12-13
明确课程设计要求,确定自己的设计题目
2010-12-14
深入分析原理,收集资料
2010-12-15
应用所学知识,设计各个模块。
2010-12-16
综合各个模块,分析和总结设计结果。
2010-12-17
撰写课程设计报告。
指导教师(签字): 年月日
系(教研室)主任(签字): 年月日
(材料科学导论)
设计说明书
溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的应用和工艺
起止日期: 2010年 12 月 13日至 2010 年 12 月 17日
学生姓名
阳龙
班级
应用物理学
学号
07411200112
成绩
指导教师(签字)
理学院
溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的应用和工艺
1、绪论
近些年,薄膜技术、薄膜科学、薄膜材料得到了突飞猛进的发展,正日益发展成门类齐全的薄膜产业。薄膜材料广泛渗透到当代科技的各个领域,发达国家在传感器、光电等功能薄膜应用研究方面已经形成相当大的生产规模,我国功能薄膜的研究及其相应的薄膜产业方兴未艾、前景光明。薄膜广泛地进入人类的生活领域,如透光材料广泛地应用在建筑、装潢等方面,透明光窗上采用增透、防辐射和反射等薄膜广泛应用在房屋、车辆、太阳能电池、太阳能热水器等领域。
科学工作者一直在寻找更宽禁带的半导体材料以制造波长更短的半导体发光器件。近年来ZnO薄膜及一维ZnO纳米结构研究中取得突破性进展,与第三代半导体材料GaN相比,ZnO薄膜的紫外发光是刚刚开始的新兴课题。ZnO材料无论是在晶格结构、晶格常数还是禁带宽度上都与GaN很相似,ZnO与GaN同为宽带半导体材料,成为近年来研究的热点。
ZnO是一种宽禁带直接带隙半导体材料,具有优异的晶格结构,利用材料晶界的物理、化学效应可制作各种 ZnO陶瓷器件,在压敏、压电、光电、,ZnO薄膜的生长温度低,易于掺杂,其制造工艺与集成电路工艺兼容,作为一种新型多功能半导体材料,目前已成为诸多领域研究开发的热点。
自1992年Nakamura等科研人员实现了宽禁带半导体材料GaN的P型薄膜制备之后,GaN就成为了短波长(蓝、绿光)发光二极管、激光器及其相关器件的代表材料。但紧接着在1997年第23届围际半导体物理年会上,ZnO薄膜室温光泵浦紫外激光被首次报导,这个结果迅速获得了学术界的认可和关注。1997年5月(Science)提出:“WillUV Lasers Beat theBlues?",认为ZnO是非常有潜力的新型光电子材料,很可能取代GaN并占据未来的短波长半导体材料市场。与GaN相比,ZnO有利于实现室温下的紫外受激辐射,在室温下的光泵浦阀值较低,具有很高的热稳定性和较强的抗辐射损伤能力,原料廉价且易得,薄膜外延生长能在较低的温度下实现。这些优势使ZnO在短波长光电子领域的研究热已经超过了十年,这些年来各国科研人员进行了大量的工作,获得了许多重要的成果,每年发表的相关论文数量呈几何级数迅速递增,ZnO也成为了半导体领域的一个重要的热门课题。
2、ZnO薄膜的结构与性质
ZnO是一种宽禁带半导体材料,为六方晶体(纤锌矿)结构,与GaN的晶格结构相同。室温下ZnO的禁带宽度