NiO及GaNNiO薄膜的低温制备与特性研究的任务书.docx

NiO及GaNNiO薄膜的低温制备与特性研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着纳米科技、能源技术和信息技术等领域的发展，材料科学和工程领域越来越受到人们的重视。新材料的研究和应用将给人类社会带来深远的影响。NiO和GaNNiO在能源和信息技术中都有广泛的应用。
NiO是一种重要的半导体材料，具有优异的电学、磁学和光学性能。NiO在太阳能电池、储能器、热电材料等领域具有潜在的应用价值。硝酸镍是一种常见的镍源，可以用于NiO薄膜的制备。然而，硝酸镍制备NiO薄膜的温度较高，通常需要高温处理，导致了能源和资源的浪费。
GaNNiO是一种新型的半导体材料，具有良好的光学和电学性能，可以应用于未来的光电器件。GaNNiO薄膜的制备是一个重要的课题，因为它对薄膜的制备条件、晶体结构和性能等方面提出了更高的要求。现有的方法中，磁控溅射法是制备高质量的GaNNiO薄膜的重要手段。
因此，在此项目中，我们将研究NiO和GaNNiO薄膜的低温制备方法和特性，并评估它们在相关领域中的应用潜力。
二、研究内容与方案
1.NiO薄膜低温制备方法和特性研究
（1）硝酸镍作为镍源，通过溶液浸涂法在它的底部沉积NiO薄膜。
（2）研究不同制备条件（如沉积剂浓度、沉积时间和温度）对NiO薄膜表面形貌、结构和光学性能的影响。
（3）采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜来研究NiO薄膜的晶体结构、形貌和厚度。
（4）通过紫外-可见分光光度计和光电化学工作站来评估NiO薄膜的光学性能和电学性能。
2.GaNNiO薄膜低温制备方法和特性研究
（1）采用磁控溅射法在氮气和氧气混合气氛中，使用氮化镓靶材源和NiO衬底，在室温下制备GaNNiO薄膜。
（2）研究不同氧化氮比和工作气压对GaNNiO薄膜结构、形貌和光学性能的影响。
（3）通过电子束辐照和退火实验来研究GaNNiO薄膜的稳定性和热稳定性。
（4）采用X射线光电子能谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等来评估GaNNiO薄膜的晶体结构、成分、形貌和厚度。
三、预期成果
通过上述的研究，我们预期获得以下成果：
1.成功制备出具有优良性能的NiO和GaNNiO薄膜。
2.探究NiO和GaNNiO薄膜的制备条件和特性之间的相互关系，深入了解材料在其应用中的局限和优势。
3.研究NiO和GaNNiO薄膜在太阳能电池、储能器、热电材料和光电器件等领域的应用潜力。
4.提高材料的制备技术水平，为相关领域提供高质量的功能材料。
四、研究计划
本项目的研究周期为2年。预计在第一年完成NiO薄膜的制备和表征研究，包括制备不同条件下的NiO薄膜、使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对薄膜进行形貌、结构和厚度分析、用紫外-可见分光光度计和光电化学工作站测试NiO薄膜的光学性能和电学性能等。
第二年针对GaNNiO薄膜进行研究，包括经过改良的制备方案、GaNNiO薄膜的结构、形貌和厚度等分析、稳定性和热稳定性的实验研究以及采用X射线光电子能谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等对薄膜进行表征。预计在第二年末对NiO和GaNNiO薄膜的应用潜力进行评估和分析。
五、经费预算
本项目所需经费为30万元，包括实验室材料费、设备费、实验室人员及学生的开支等。其中，20万元用于购置相关实验设备，10万元用于实验人员的薪酬、差旅费和实验室日常开销等。经费来源由经费牵头单位负责筹措。
六、参考文献
[1]张宏科.NiO、ZnO纳米粒子的制备及其电学性质研究[D].上海大学,2010.
[2]韩伟.利用磁控溅射法制备GaNNiO混合氧化物薄膜的研究[D].河北工业大学,2017.
[3]邓晓波,周抒杰,等.NiO薄膜的制备及性能研究[J].电子工业科技,2018,35(1):48-50.
[4]李凤鸣,孙劲松,等.磁控溅射法在薄膜制备中的应用[J].化学研究,2017,28(2):50-56.
[5]沈涛,兰淼,等.GaNNiO薄膜的制备和表征[J].功能材料,2017,48(11):11327-11330.