Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка перспективной технологии импульсного электрохимического формирования наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка для нового поколения изделий гелиоэнергетики, электроники и оптоэлектроники

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
импульсное электроосаждение, оксид цинка, иерархическая наноструктура, тонкопленочные приборные структуры, халькогенидные полупроводники, квантовые точки, фотоэлектрический преобразователь, антиотражающее покрытие, селективное покрытие, самоочищающееся покрытие, газочувствительный слой, резистивный газовый сенсор, гелиоэнергетика, оптоэлектроника, видимый и ультрафиолетовый диапазон

Цель проекта:
Цели проекта: 1. Разработка технологии импульсного электроосаждения наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка (ZnO) с заданными физико-химическим свойствами. 2. Изготовление экспериментальных образцов наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка для приборных структур гелиоэнергетики, электроники и оптоэлектроники нового поколения. 3. Разработка конструкции и создание автоматизированной электрохимической установки для получения наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка. Задачи проекта: 1. Разработка физико-химических основ технологии импульсного электроосаждения наноструктур оксида цинка. 2. Разработка конструктивно-технологического решения фоточувствительного ZnO электрода для гибридной солнечной ячейки, сенсибилизированной квантовыми точками. 3. Разработка конструктивно-технологического решения антиотражающего ZnO слоя для пленочных и оптоэлектронных приборов. 4. Создание селективного покрытия на основе ZnO/Al. 5. Разработка самоочищающихся пленочных покрытий на основе наноструктур ZnO. 6. Разработка конструктивно-технологического решения базового слоя экономичных газовых датчиков на основе иерархических наноструктур ZnO. 7. Разработка экспериментального образца автоматизированной электрохимической установки для получения наностержней и иерархических наноструктур ZnO.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения проекта должны быть получены следующие результаты.
1. Экспериментальный образец лабораторной установки электроосаждения в импульсном режиме наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка.
2. Программное обеспечение для экспериментального образца электрохимической установки для получения наностержней и иерархических наноструктур ZnO.
3. Экспериментальный образец автоматизированной электрохимической установки для получения наностержней и иерархических наноструктур ZnO.
4. Экспериментальные образцы:
- фоточувствительного ZnO электрода для гибридного ФЭП, сенсибилизированного квантовыми точками;
- антиотражающего ZnO слоя пленочных и оптоэлектронных приборов;
- селективного покрытия на основе ZnO/Al;
- самоочищающегося покрытия;
- газочувствительного слоя.

Разрабатываемая технология импульсного электрохимического формирования наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка, осуществляемая на автоматизированной электрохимической установке, должна обеспечивать скорость осаждения наноструктур оксида цинка не менее 20 нм/мин при размерах образцов не менее 5х5 см.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечным продуктом данного проекта является технология импульсного электрохимического формирования наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка. В ходе выполнения проекта будут изучены теоретические аспекты импульсного электрохимического осаждения наноструктур оксида цинка, изготовлены экспериментальные образцы различных покрытий и изучены их свойства.

2. В ходе выполнения проекта будет разработана новая экономичная, адаптированная к условиям массового производства технология получения наностержней и иерархических наноструктур ZnO с заданной кристаллической структурой и физическими свойствами.

3. Разрабатываемая технология и физико-химические свойства экспериментальных образцов, получаемых на основе наноструктур ZnO, соответствуют уровню ведущих мировых разработок.

4. Для получения заявленных результатов необходимо:
- произвести теоретические исследования технологии электрохимического осаждения для получения наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка различной морфологии;
- изготовить экспериментальный образец лабораторной установки электроосаждения в импульсном режиме и установить закономерности влияния условий электрохимического осаждения на кристаллическую структуру, морфологию поверхности и физические свойства наноструктур оксида цинка;
- изготовить экспериментальный образец автоматизированной электрохимической установки для получения наностержней и иерархических наноструктур ZnO;
- изготовить экспериментальные образцы фоточувствительного ZnO электрода для гибридного ФЭП, сенсибилизированного квантовыми точками, антиотражающего ZnO слоя пленочных и оптоэлектронных приборов, селективного покрытия на основе ZnO/Al, самоочищающегося покрытия, газочувствительного слоя и провести их исследовательские испытания.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты выполнения проекта могут использоваться в электроэнергетике (альтернативные источники электроэнергии), медицине, автомобилестроении, авиационной промышленности и других областях.

2. По результатам проекта будет разработана конкурентоспособная промышленная технология получения наноразмерных массивов оксида цинка для создания на их основе:
- компонентов новых и возобновляемых источников энергии;
- селективных покрытий солнечных тепловых коллекторов;
- газовых сенсоров, находящих применение в мониторинге окружающей среды, медицине, автомобилестроении и т.д.;
- самоочищающихся пленочных покрытий для изготовления оптоэлектронных изделий авиационной, автомобильной и другой техники.

3. Разработанная в ходе выполнения проекта технология импульсного электрохимического формирования наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка будет способствовать развитию производства оптоэлектронных приборов, солнечных тепловых коллекторов, возобновляемых источников электроэнергии, газовых сенсоров.

4. На основе результатов выполнения проекта могут быть созданы новые виды покрытий с улучшенными эксплуатационными свойствами, элементы приборов и устройств электроэнергетики, авиационной промышленности, систем мониторинга окружающей среды.

Текущие результаты проекта:
1. Проведен анализ современной научно-технической литературы, патентные исследования по технологиям получения наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка.
2. Осуществлен выбор и обоснование направления исследований.
3. Проведены теоретические исследования технологии электрохимического осаждения для получения наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка различной морфологии для изготовления на их основе нового поколения приборных структур гелиоэнергетики, электроники и оптоэлектроники.
4. Разработана эскизная конструкторская документации для изготовления лабораторной установки электроосаждения в импульсном режиме наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка.
5. Проведена сравнительная оценка возможных направлений повышения выходных параметров нового поколения приборных структур на основе наностержней и иерархических наноструктур оксида цинка и снижения их стоимости с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике.