文档介绍：毕业设计(论文)开题报告(适用于工科类、理科类专业)课题名称光敏凝胶薄膜的制备及其上光栅结构的引入副标题学院(系)物理系专业应用物理学学生姓名周昌鹤学号0328362月272009年日一、毕业设计(论文)课题背景(含文献综述)Sol-Gel(溶胶-凝胶)技术是指金属有机或无机化合物经过溶胶、凝胶固化,再经热处理而形成氧化物或其它化合物固体的方法。该法可追溯到19世纪中叶,Ebelmen发现正硅酸乙酯水解形成的SiO2呈玻璃状,随后Graham研究发现SiO2凝胶中的水可以被有机溶剂替换,此现象引起化学家注意。经过长时间探索,逐渐形成胶体化学学科。在上世纪30年代至70年代矿物学家、陶瓷学家、玻璃学家分别通过Sol-Gel方法制备出相图研究中的均匀试样;低温下制备出透明PLZT陶瓷和Pyrex耐热玻璃;核化学家也利用此法制备核燃料,避免了危险粉尘的产生。这阶段把胶体化学原理应用到制备无机材料初步获得成功,引起人们的重视。认识到该法与传统烧结、熔融等物理方法不同,引出“通过化学途径制备优良陶瓷”的概念,并称该法为化学合成法或SSG法(Solution-Sol-Gel)。另外该法在制备材料初期就进行控制,使均匀性可达到亚微米级、纳米级甚至分子级水平。也就是说在材料制造早期就着手控制材料的微观结构,从而引出“超微结构工艺过程”的概念,认识到利用此法可对材料性能进行剪裁。这一系列认识的提高,使80年代成为溶胶凝胶科学技术发展的高峰时期。近二十年来,Sol-Gel法制备新型功能材料的技术发展十分迅速,它可以制备块体、薄膜、微晶、纤维状玻璃、陶瓷材料、耐火材料和复合材料等。其中薄膜制品是该法方法迄今为止最有发展前途的一种应用,现已制备出减反射膜、波导膜、着色膜、电光效应膜、分离膜、保护膜等,薄膜作为许多器件的功能支撑部分发挥了重大作用。与此同时,微电子技术的迅速发展,把薄膜的制备和微细加工技术推向了一个崭新的水平,用传统的湿法或干法刻蚀已能使以硅为代表的半导体薄膜的微细图形达到亚微米的水平。近年来新的光刻技术如深紫外、X射线等的应用,极大地促进了纳米水平的微加工技术的发展。然而,像铁电薄膜(如PZT、PLZT、BST等)、超导薄膜(如YBCO等)、透明导电薄膜(如ITO、SnO2等)等功能性薄膜,由于含有多个组分,每种组分对光刻介质的敏感程度不一,要在不降低薄膜功能性的前提下获得规整的亚微米级图形仍然存在很多困难。而这些薄膜大多应用于当代功能性器件如红外探测、红外成像、储存记忆等装置,这些装置的高敏感性、大容量及小型化都对薄膜的微细图形的尺寸和性能提出了更高的要求,采用传统的技术往往难以使这些功能薄膜的微细图形达到亚微米或者纳米水平。另一方面,近年来这类功能薄膜的Sol-Gel制备技术得到迅速发展,以上所列的这些功能薄膜都能用Sol-Gel法制备。在Sol-Gel过程中按照需要对薄膜的结构进行化学裁剪,用化学修饰法赋予薄膜以感光特性,利用薄膜自身的感光特性可制备微细图形。Sol-Gel制备薄膜具有结构可控、工艺流程简单、成本低廉且可大面成膜的优点。本课题结合Sol-Gel的优势,利用无机或有机的硅、锆、铪源制备折射率可调的光敏薄膜,借鉴微电子加工工艺在其上引入亚微米结构,通过对亚微米结构的参数调控可得到光栅等制品,在强激光实验和光通信领域里有重要应用前景。二、毕业