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在MgO(011)衬底上制备倾斜ZnO薄膜及其界面结构研究的任务书
任务书：在MgO(011)衬底上制备倾斜ZnO薄膜及其界面结构研究
一、研究背景
氧化锌是一种广泛应用于光电器件领域的半导体材料，其晶体结构为六方紧密堆积结构。然而，由于其在基底上生长时出现的晶面匹配差异和垂直生长难度等问题，限制了其在器件研究领域的应用。因此，制备具有优良性质的氧化锌薄膜成为了当前研究的热点方向之一。其中，将氧化锌薄膜沿着(0001)面倾斜生长，可以通过改变倾斜角度控制氧化锌薄膜的电学性质，这种制备方法被广泛用于氧化锌薄膜的制备。
衬底的选择对于氧化锌薄膜的性质和质量具有重要的影响。在当前的研究中，MgO作为一种具有高晶质质量、结构稳定并且容易制备的单晶衬底，被广泛用于氧化锌薄膜的制备研究中。倾斜性质的氧化锌薄膜在MgO(011)衬底上的生长研究，能够为其电学性质的控制提供一种新的思路。
二、研究内容
本研究主要针对在MgO(011)衬底上制备倾斜ZnO薄膜及其界面结构研究，主要包括以下内容：
1.利用分子束外延技术(MBE)在MgO(011)衬底上制备倾斜ZnO薄膜，并对其生长过程进行监测和控制，通过调控生长条件控制氧化锌薄膜的倾斜角度，使得其在倾斜角度范围内具有稳定的薄膜质量和厚度。
2.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段，对倾斜ZnO薄膜的结构和性能进行表征和分析，研究倾斜角度对薄膜微观结构和表面形态的影响。
3.采用X射线光电子能谱(XPS)、电子衍射(LEED)等技术手段，对倾斜ZnO薄膜和MgO(011)衬底的界面结构和化学成分进行分析和表征，探讨界面反应与结构对薄膜生长和性质的影响。
三、研究目标
1.利用MBE技术制备出稳定、高品质的倾斜ZnO薄膜，倾斜角度控制在5-20度之间，薄膜厚度≥50nm。
2.对制备出的倾斜ZnO薄膜进行表征和分析，探究倾斜角度对薄膜微观结构和表面形态的影响，确立倾斜ZnO薄膜在MgO(011)衬底上的基本性质。
3.通过界面结构和化学成分的研究，探究界面反应和结构对于薄膜生长和性质的影响，提供制备具有优良性质的倾斜ZnO薄膜的重要指导思路。
四、研究意义
1.该研究可为探究氧化锌等半导体材料的制备及其在光电器件中的应用提供新的思路，对半导体器件材料及其性能的研究和应用具有重要意义。
2.研究倾斜ZnO薄膜的生长过程和性质，可以更好地理解倾斜结构对材料性能的影响，从而为制备具有特殊倾斜角度的材料提供参考。
3.研究MgO(011)衬底与倾斜ZnO薄膜的界面结构和化学成分，有助于理解材料界面反应和结构对于薄膜生长和性质的影响，为材料界面工程提供一定的参考。
五、研究方法
1.MBE技术制备倾斜ZnO薄膜，通过调控生长条件实现氧化锌薄膜倾斜角度的控制；
2.XRD、AFM、SEM等技术手段对倾斜ZnO薄膜的微观结构和表面形态进行表征；
3.XPS、LEED等技术手段对倾斜ZnO薄膜和MgO(011)衬底的界面结构和化学成分进行分析和表征。
六、研究计划
时间节点研究内容主要任务
第一年
1-6月
文献调研、实验准备
了解倾斜氧化锌薄膜的研究进展和MgO(011)衬底的制备参考文献；
购置实验用品，组建实验室。
7-12月
倾斜ZnO薄膜的制备与表征
优化MBE制备工艺，制备出具有稳定、高品质的倾斜ZnO薄膜；
采用XRD、AFM、SEM等技术手段对薄膜进行表征和分析。
第二年
1-6月
MgO(011)衬底上倾斜ZnO薄膜的界面结构分析
采用XPS、LEED技术手段，分析倾斜ZnO薄膜和MgO(011)衬底的界面结构和化学成分；
探究界面反应和结构对薄膜生长和性质的影响。
7-12月
研究成果整理和论文撰写
对本研究所得成果进行整理、分析和总结；
完成相关论文撰写并发表。
七、预期成果
1.成功制备出稳定、高品质的倾斜ZnO薄膜，倾斜角度控制在5-20度之间，薄膜厚度≥50nm。
2.对制备出的倾斜ZnO薄膜进行表征和分析，探究倾斜角度对薄膜微观结构和表面形态的影响，确立倾斜ZnO薄膜在MgO(011)衬底上的基本性质。
3.通过界面结构和化学成分的研究，探究界面反应和结构对于薄膜生长和性质的影响，提供制备具有优良性质的倾斜ZnO薄膜的重要指导思路。
八、预算费用
预算费用主要包括实验室用品购置费用、实验费用、学术交流费用和出版费用等，预计总费用为90万元人民币。
九、参考文献
1.PangY.,LiL.,etal.GrowthofinclinedZnOfilmsonMgO(111)substratebymolecularbeamepitaxy[J].AppliedSurfaceScience,2008,255(5):2465-2469.
2.Zhan