1. 研究目的与意义（文献综述）
透明导电氧化物（transparent conductive oxide, 简称 tco）薄膜在可见光范围内既具有高的透明度，也具有高的电导率，已经被广泛应用于染料敏化太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其它光电器件领域。目前研究报道较多的都是n型导电材料，如tio2、zno等；而p 型透明导电氧化物材料的研究报道相对较少。而且p型tco导电性与n型相差甚远（通常电导率低3～4个数量级），无法实现具有良好性能的全透明 p-n结，难以实现以 p-n 为基本结构的器件的实际应用。p型tco的相对匮乏严重制约了透明氧化物半导体相关器件的开发与应用，因此研究制备新型的p型tco材料成为目前拓展透明导电氧化物应用的重要研究方向之一，p型tco材料的研究开发将使全透明 p-n 结以及相应的半导体器件的实现成为可能，同时也带来大量值得探索的重要物理课题。
1997 年，日本的 kawazoe 教授在nature上首次报道基于价带修饰理论利用脉冲激光沉积技术制备出具有铜铁矿结构（abo2）的 p 型透明导电 cualo2薄膜，这一成果推动了铜铁矿结构 p 型透明导电氧化物材料的迅速发展。受cualo2化学设计思想的启发，具有铜铁矿结构型的abo2（a=cu或ag；b=al，ga，in，sc，y，cr，co或la等）材料、镧铜氧硫化物（lacuos和lacuose等）和srcu2o2等材料成为p型tco的重点关注对象。在铜铁矿结构中，闭壳层结构的cu3d电子态和o2p电子态的杂化，可以增加价带的分散性和降低价带空穴的有效质量，从而增强p型导电性；由于其cu3d轨道间的作用只是在ab原子面内，所以带隙相对较宽，有利于提高其透过率。大量的研究工作主要包括两个方向：（1）新型铜铁矿结构p型tco材料的探索方面，人们试图寻找一种性价比较高的材料来实现在器件上的应用；（2）基于已报道材料的性能改进方面，通过掺杂技术或者调整b位元素，可以有效调控abo2型材料的价带位置和能带隙宽度，使得其空穴载流子数量及迁移率增加。通过掺杂技术希望提高材料的透光性与导电性，进而与目前比较成熟的n型tco相匹配。
然而，由于纳米铜铁矿基材料的合成较为困难，目前关于其纳米材料的报道较少，仅涉及cualo2、cugao2、cucro2等纳米晶材料的研究报道。水热法的独特的优点是将反应物置于特殊的环境下（密闭、低温、高压等），可能会发生一些在通常情况下不易发生的反应，所以可以用来制备其他常规方法难以制备的物相。另外，通过控制反应条件（如选择不同的前驱体、加入表面活性剂、控制反应温度、调整溶液的ph值等）可以得到各种尺寸、形貌的纳米材料。通过水热法制备的纳米材料具有晶粒发育完整、粒径尺寸很小且分布均匀、团聚程度较低，容易得到合适化学计量比和粒径尺寸大小的晶体材料。目前，大量研究报道利用水热法合成铜基铜铁矿材料，通常是以氧化物如cu2o和b2o3（b，al，sc，mn，fe，ga，in和tl），氢氧化物如b(oh)3（b，al，sc，cr和rh），氢氧化氧化物如booh（b，al，fe，co和ni）为前驱反应物，通过优化水热反应条件可以制备出各种铜铁矿型氧化物材料。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：利用低温水热反应，调控包括反应前驱体ph值、反应温度及反应时间等工艺参数，在80- 120 °c下， 以 cu(no3)2、co(no3)2、naoh和h2o为反应物进行反应12-36小时后，将反应产物经离心清洗处理和烘干后，得到cucoo2晶体材料。
材料表征：采用xrd，sem，tem，xps等测试表征纳米晶材料物相、形成及化学组成，结合uv-vis，mott-schottky，tg等测试对cucoo2晶体材料的光学、电学及热稳定性能进行测试分析，对其性能进行系统评估。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；
第4-5周：根据本论文的要求确定合理可行的实验方案；
第6-9周：优化水热反应，制备出纳米级cucoo2晶体材料；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] nagarajan r, duan n, jayaraj m k, et al. p-type conductivity in the delafossite structure[j] . international journal of inorganic materials, 2001, 3(3): 265-270.
[2] sheets w c, mugnier e, barnabe a, et al. hydrothermal synthesis of delafossite-type oxides[j]. chemistry of materials, 2006, 18(1): 7-20.
[3] 康园丽,王桂赟,等.含铜半导体氧化物的光催化应用进展[j].化工进展,2012, 31(1): 69-73.
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