纳米多孔氮化镓基薄膜的制备及其相关应用的研究的任务书.docx

纳米多孔氮化镓基薄膜的制备及其相关应用的研究的任务书
任务书
一、背景介绍
随着纳米科技的飞速发展，人们对无机纳米孔道材料的需求越来越高。纳米孔道材料可用于气体分离、催化和能量存储等领域，并且其高表面积和孔径大小可调的优势受到广泛关注。纳米孔道材料的研制涉及到多个方面，其中基于氮化镓的纳米多孔材料是一个热点研究方向。氮化镓是一种非常有潜力的材料，因为它具有高硬度、高熔点和高化学稳定性等特性，这使得它在高温和腐蚀环境中都具有良好的性质。而且，氮化镓由于有很多缺陷和异质结构，因而能够产生很多空穴和表面活性位点，这些属性使得氮化镓成为一种非常有吸引力的纳米多孔材料。
二、任务目标
本项目旨在开发一种新型的氮化镓纳米多孔材料，并研究其在气体分离、催化和能量存储等领域的应用。具体的任务如下：
1.开发一种可控制备纳米多孔氮化镓薄膜的新方法，包括玻璃和金属基板上的制备方法。可采用类似于电子束蒸发、磁控溅射、离子束辅助沉积等技术将氮化镓材料控制在纳米尺度；
2.优化氮化镓制备过程，以获得合适的孔径和均匀的孔道结构。可以调节制备条件，如沉积温度、沉积速率、气氛组成等等，以适应不同应用领域的需求；
3.研究氮化镓的多孔结构对气体分离性能、催化性能和能量存储性能的影响。可采用吸附法、循环量脉冲法和电化学测试等技术，来研究材料的吸附和电化学性能；
4.优化多孔氮化镓材料的性能，并研究其在气体分离、催化和能量存储等领域的应用，例如用于制备染料敏化太阳能电池、高分辨率显示技术等。
三、任务计划
本任务计划由以下几个阶段组成：
第一阶段（1个月）：在玻璃或金属基板上制备纳米多孔氮化镓薄膜；
第二阶段（2个月）：优化氮化镓制备过程，以获得合适的孔径和均匀的孔道结构；
第三阶段（3个月）：研究氮化镓的多孔结构对气体分离性能、催化性能和能量存储性能的影响；
第四阶段（2个月）：优化多孔氮化镓材料的性能，并研究其在气体分离、催化和能量存储等领域的应用；
第五阶段（1个月）：编写任务报告和论文。
四、任务要求
1.实验室要求实验者具备化学或物理相关学科的基础知识，并熟练掌握实验室相关技能；
2.要求实验者严格遵守实验室安全规定，做到安全第一，确保实验过程的安全性；
3.要求实验者认真细致地记录实验过程中的数据和结果，做好实验记录；
4.要求实验者按时完成任务各个阶段，并及时向指导教师汇报进展情况；
5.要求实验者能够撰写出实验报告和论文，并进行组内和外部报告。
五、参考文献
1.LiYC,SongCH,WangDZ,etal.NitrogendopedporousGaNthinfilmonglassusingplasmaenhancedatomiclayerdeposition[J].AppliedPhysicsLetters,2012,101(10):121901.
2.BagherzadehN,RangapuramVS,TapiaRamosE,etal.Nitrogen-dopedmicrosphericalGaN/Chybridstructuresandtheirapplicationinbiosensing[J].JournalofMaterialsChemistryB,2018,6(11):1673-1681.
3.LuYJ,ChenPH,LuJH,etal.EnhancedperformanceofGaN-baseddye-sensitizedsolarcellsviasurfacemodificationonthephotoanode[J].NanoscaleResearchLetters,2013,8(1):1-9.
4.ZohraFT,ChakrabartiS,DasNS.Effectofporesizeofnitrogen-dopedporousGaNonhydrogenstorage[J].MaterialsTodayCommunications,2017,12:96-101.