找回密碼 注冊

基本信息

項目名稱:
新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發
小類:
能源化工
簡介:
該新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發基于鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結優異的光電特性,針對傳統的光電材料存在制備成本高、工藝復雜、存在環境污染等問題,研發出成本低廉、制備工藝簡單、環境友好的新型光電材料,為研發成本更低、精確度、靈敏度更高的、響應時間更短的微型光電器件提供了新材料。 目前,該項目研發的新型光電材料已經由合作廠家投入到新型照度計的研發中。
詳細介紹:
該新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發基于鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結優異的光電特性,針對傳統的光電材料存在制備成本高、工藝復雜、存在環境污染等問題,研發出成本低廉、制備工藝簡單、環境友好的新型光電材料,為研發成本更低、精確度、靈敏度更高的、響應時間更短的微型光電器件提供了新材料。 該項目實施從2010年12月至2011年5月,歷時6個月,其中經歷了新材料的制備、性能測試、與信號處理電路的集成、市場分析與經濟效益預測等4個階段。參與人員包括:指導教師薛慶忠教授(項目的實施及技術指導),項目申請人王盛(新型光電器件中新材料的制備、研發及項目的申報),項目成員張令坦(新型光電器件中信號處理電路部分的設計與研發),項目成員馬明(新型光電器件中新材料性能測試及理論研究),項目成員董云鶴(新型光電器件外殼包裝的設計、新材料的市場分析與經濟效益預測)項目成員張忠陽(新型光電器件外殼包裝的設計、新材料的市場分析與經濟效益預測)。另外,本項目得到了寧波市北侖區大碶鑫勛機械模具廠和深圳市精華鑫電子有限公司 的合作與大力支持,保證了該項目的順利實施及樣品的生產。 目前,該研發項目已經達到了預定目標,該項目研發的新型光電材料已經由合作廠家投入到新型照度計的研發中,并已制出實用樣品。

作品圖片

  • 新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發
  • 新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發
  • 新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發
  • 新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發
  • 新型“鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結”光電材料的研發

作品專業信息

設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

1.設計發明目的 傳統的光電材料存在制備成本高、工藝復雜、存在環境污染等問題,開發新型的、光電特性優異、制備簡單、成本低廉、環境友好的光電材料非常重要。 新材料的光電特性優異、制備工藝簡單、成本低廉、環境友好,可用于研發成本低廉、精確度、靈敏度更高的、響應時間更短的微型光電器件。 2.基本思路 (1)利用磁控濺射方法制備該材料。 (2)研究該材料的光電特性。 (3)利用該新材料研發新型的光電器件。 3.創新點 (1)利用磁控濺射方法,首次制備了具有優異光電特性的鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結材料。 (2)為研發微型的、精確度、靈敏度更高的、響應時間更短的微型光電器件提供了新材料。 (3)該材料制備工藝簡單,成本低廉、環境友好。 4.技術關鍵 利用磁控濺射方法制備所需濺射條件和鈀摻雜量。 5.主要技術指標 (1)材料的結構:銅/鈀摻雜納米碳膜/二氧化硅/硅 材料截面厚度: Cu電極厚度: 30 nm; a-C:Pd 層厚度: 20nm ; SiO2 層厚度: 1.2 nm; Si 基片厚度:0.4 mm 材料體積:5×5×0.4 (mm) (2)材料的光敏感響應時間:<< 0.1秒; (3)光電靈敏度:>0.1 uA/uW。測量范圍:≥0.01uW/cm2 (4)與傳統光電材料相比,該材料擁有更加優異的光電特性,且材料的制備采用價格低廉的石墨為原材料,大大的降低了新型光電器件的成本。

科學性、先進性

作品的科學性、先進性 1.首次研發了具有優異光電特性的鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結。該納米碳/二氧化硅/硅異質結的反向飽和電流對光照異常敏感(在20mW/cm2的白光照射下,該材料的光電導率高達2000以上)。另外,在白光照射下,該材料在1V的反向偏壓下的反向飽和電流密度與光照強度呈線性關系(線性相關度可達R2≥0.998)??蔀檠邪l精確度、靈敏度更高的、響應時間更短的微型光電器件提供新材料。 2.與傳統光電材料相比,該新型材料的制備采用價格低廉的石墨為原材料,制備工藝簡單,成本低廉。 3.碳材料對環境無污染、安全環保。

獲獎情況及鑒定結果

1.相關文章《Photovoltaic characteristics of Pd doped amorphous carbon film/SiO2/Si》已發表在 Applied Physics Letters, 97, 061902 (2010). 2.相關研究已申請國家發明專利: 一種具有光伏效應的鈀摻雜碳薄膜材料 公開(公告)號:CN101807611A 3.相關研究已申請國家發明專利: 一種具有光電導效應的鈀摻雜碳膜/氧化物/半導體材料 申請號:201110095822.9

作品所處階段

實驗室研發階段—所研發的新型光電材料已經由合作廠家投入到新型照度計的研發中,并已制出實用樣品。

技術轉讓方式

洽談轉賣。

作品可展示的形式

現場演示,實物、產品展示,圖片展示。

使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測

1.使用說明 可應用于研發成本低廉、精確度、靈敏度高、響應時間短的微型光電器件。例如,利用該材料開發的照度計、輻照計等。將待測光源垂直照射到新材料表面,利用電流計便可實時得到當前的光照強度。 2.技術特點和優勢 (1)材料制備工藝簡單,成品率高; (2)材料的光電響應時間極短,靈敏度高; (3)碳材料來源廣泛,價格低廉,無污染。 3.適應范圍 可應用于研發成本低廉、精確度、靈敏度更高、響應時間更短的微型光電器件——鈀摻雜納米碳/二氧化硅/硅異質結,該材料生產工藝簡單,成本低廉,靈敏度高、穩定性好、環境友好,具有廣闊的應用前景。 4.市場分析和經濟效益預測 碳材料儲量豐富,價格便宜,性質穩定,對人體無毒害,而且該新型光電材料制備工藝簡單,成品率高,因此,可實現工業化、產業化發展。另外,將該新型光電材料應用于研發精確度、靈敏度高、響應時間短的微型光電器件,能進一步拓展其潛在市場。

同類課題研究水平概述

作為光電器件的傳統應用方式,光電傳感器件是指采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。目前,光電傳感器件主要包括光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管。光電傳感器件具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,可以用來以可見光或紅外光的形式控制報警器、測試儀、繼電器等多種裝置或執行機構。因此,被廣泛應用于科研、生產、軍工、電子、輕紡、影視、建筑、交通以及衛生防疫等專業領域。但是傳統的光電傳感器件光譜響應范圍較窄、器件使用過程中工作要求條件較高,且多采用高純度、單晶等光電屬性要求較高的材料作為原材料,器件的制備造價頗高,這也成了當今光電器件普遍應用的瓶頸。 近年來,在眾多III-V族元素中,碳元素以其豐富多樣的存在形式以及非晶碳薄膜在氣體探測傳感器、氣壓探測傳感器、硬質涂層、微電子器件等方面巨大的應用潛力越來越引起了人們的關注。之前,人們已經對非金屬元素(碘、磷、氮、硼等)摻雜的非晶碳薄膜進行了光伏特性的研究。最近,非晶碳薄膜所表現出來的優異的光電導率以其在光傳感器以及其他光電器件方面的巨大應用潛力引起人們的興趣。 人們已經發現,室溫條件下,100mW/cm2的白光照射下,純非晶碳薄膜的光電導率(光電流與暗電流之比)能夠達到5-20。研究表明,禁帶寬度的限制及大量定域態存在會降低非晶碳膜的光電導率。人們已經知道,非晶碳薄膜的禁帶寬度可以通過摻雜等方法改變其內部sp2碳與sp3碳雜化比例來調節。 為了提高非晶碳薄膜的光電導率,人們進行了大量的研究。最近,有人利用激光脈沖沉積方法制備了鐵摻雜非晶碳薄膜/硅材料,該材料在室溫條件下,20mW/cm2的白光照射下的光電導率高達170-220。而且進一步研究發現,鐵摻雜納米碳/硅異質結的反向飽和電流密度值與其光照強度的呈非線性關系,這嚴重影響了該材料在光電材料中的開發與應用。 我們課題組通過磁控濺射方法首次制備了具有優異光電特性的鈀摻雜納米碳/硅異質結材料,研究表明,在白光照射下,鈀摻雜納米碳/硅異質結反向飽和電流密度與光照強度呈線性關系,且進一步研究發現,在20mW/cm2的白光照射下,該材料的光電導率高達2000以上,利用該新材料這一優異的光電特性可以研發精確度、靈敏度更高、響應時間更短的微型光電器件。
建議反饋 返回頂部
性av无码天堂_免费播放日本av一区_亚洲avavav天堂