金属表面等离激元增强的ZnO紫外光电性能与器件研究的任务书.docx

金属表面等离激元增强的ZnO紫外光电性能与器件研究的任务书
一、研究背景
随着纳米科技的快速发展，利用金属表面等离激元的光学场增强效应，可以显著提高氧化物材料的光电性能，并有望应用于太阳能电池、光催化、传感器等领域。其中，ZnO是一种重要的氧化物材料，具有了优异的光电性能，但其紫外光吸收率非常低，限制了其在太阳能电池等领域的应用。因此，研究如何提高ZnO的紫外光吸收率，是目前材料科学领域的一个重要研究方向。
二、研究目的和意义
本研究的主要目的是研究利用金属表面等离激元的光学场增强效应来提高ZnO的紫外光吸收率，并探讨其光电性能和器件性能的提高。具体研究内容及意义如下：
1、利用纳米球状聚乙烯醇作为模板，在ZnO薄膜表面沉积金属银纳米颗粒，制备出金属表面等离激元增强的ZnO薄膜；
2、通过紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱等测试方法，研究该金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的光吸收性能和电子结构特征，探讨光学场增强效应对ZnO的影响；
3、利用场发射扫描电镜、原子力显微镜等测试方法，研究该金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的表面形貌和微观结构特征，探讨纳米颗粒与ZnO薄膜之间的相互作用；
4、制备出基于金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的紫外光探测器，研究其光电性能和器件性能，并与传统ZnO紫外光探测器进行对比分析，探讨其应用前景和优势。
该研究可以为提高ZnO材料的光电性能和器件性能提供一种新的途径和思路，具有较好的应用前景和实际意义。
三、研究方案及进度安排
1、前期准备工作（2个月）
(1)文献调研及理论分析；
(2)仪器设备购置及调试。
2、ZnO基础材料的制备（2个月）
(1)ZnO基础材料的合成和表征；
(2)不同表面组成的ZnO薄膜的制备，包括掺杂ZnO和表面修饰ZnO薄膜的制备。
3、金属表面等离激元增强的ZnO薄膜制备(2个月)
(1)纳米球状聚乙烯醇模板的制备；
(2)沉积表面修饰的ZnO薄膜上的纳米颗粒；
(3)测试ZnO薄膜与纳米颗粒组合物的表面形貌和结构特征。
4、光电性能和器件性能测试(2个月)
(1)测试金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的光学性能；
(2)测试基于金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的紫外光探测器的光电性能和器件性能，并与传统ZnO紫外光探测器进行对比分析。
5、数据分析和文章撰写(2个月)
(1)对研究结果进行数据处理和分析；
(2)撰写研究报告和相关学术论文。
四、预期成果
本研究预期实现以下成果：
1、成功制备金属表面等离激元增强的ZnO薄膜；
2、揭示光学场增强效应对ZnO薄膜光电性能的影响；
3、制备出基于金属表面等离激元增强的ZnO薄膜的紫外光探测器，并分析其优劣，探讨其应用前景；
4、发表相关学术论文2-3篇。