企業(yè)管理創(chuàng)新性實驗

1、國家大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新新性實驗驗計劃典典型案例例點擊數(shù)： 223911 作者者：佚名名 來源源：本站站原創(chuàng) 發(fā)布時時間：220099年044月166日ZnX(X=OO, SS, SSe, Te)半導(dǎo)體體納米材材料的電電化學(xué)制制備中山大學(xué)學(xué)化學(xué)與與化學(xué)工工程學(xué)院院一、摘要要中中山大學(xué)學(xué)是教育育部首批批十所國國家大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新新訓(xùn)練計計劃試點點高校之之一，化化學(xué)與化化學(xué)工程程學(xué)院220044級應(yīng)用用化學(xué)專專業(yè)本科科生盧錫錫洪等55名同學(xué)學(xué)申請的的“ZnXX(X=O, S, Se, Tee)半導(dǎo)導(dǎo)體納米米材料的的電化學(xué)學(xué)制備研研究”獲得“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃” 項目目立項資資助，指指導(dǎo)教師師為物理理

2、化學(xué)專專業(yè)的童童葉翔教教授和李李高仁博博士。ZnnX(XX=O, S, See, TTe) 是一種種新型的的- 族直直接帶隙隙半導(dǎo)體體材料，具有優(yōu)優(yōu)良的光光電、壓壓電特性性，在探探測器件件、發(fā)光光器件、表面聲聲波器件件、氣敏敏傳感器器以及太太陽能電電池等領(lǐng)領(lǐng)域有重重要的應(yīng)應(yīng)用前景景。本項項目旨在在利用電電化學(xué)方方法制備備納米ZZnO和和ZnOO摻雜稀稀磁材料料等系列列納米材材料，并并對其進進行形貌貌表征、光學(xué)和和磁學(xué)性性質(zhì)研究究。通過此此項目的的開展，項目組組學(xué)生根根據(jù)國際際相關(guān)領(lǐng)領(lǐng)域研究究熱點，采用電電化學(xué)方方法制備備出具有有新穎納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)及實用用意義的的ZnOO系列納納米材料料，有機機會

3、利用用多種先先進表面面物理技技術(shù)對這這些納米米材料進進行了具具有國際際水平的的表征和和研究，到目前前為止共共在國際際重要學(xué)學(xué)術(shù)刊物物J. Phyys. Cheem. C, Cryyst. Grrowtth DDes.; EElecctroocheem. Commmunn., Eleectrrochhim. Accta發(fā)發(fā)表SCCI收錄錄的論文文7篇。此項目目的實施施成效顯顯著，培培養(yǎng)了學(xué)學(xué)生對科科學(xué)研究究的興趣趣，熟悉悉了科研研的過程程，拓寬寬了學(xué)生生的知識識視野，提高了了學(xué)生的的科研素素質(zhì)，為為其進一一步深造造和提高高創(chuàng)新能能力打下下堅實基基礎(chǔ)?！皣掖蟠髮W(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃”的實施施為本科

4、科生創(chuàng)新新能力培培養(yǎng)提供供了制度度保證和和經(jīng)費支支持。二、案例例正文（一）項項目選題題背景化學(xué)學(xué)與化學(xué)學(xué)工程學(xué)學(xué)院20004級級應(yīng)用化化學(xué)專業(yè)業(yè)本科生生盧錫洪洪等5名名同學(xué)修修完了物理化化學(xué)等等基礎(chǔ)理理論和實實驗課后后，掌握握了材料料制備、表征等等領(lǐng)域的的基本理理論和實實踐知識識，對處處于宏觀觀和微觀觀之間的的介觀化化學(xué)充滿滿了向往往和興趣趣。ZnnX(XX=O, S, See, TTe) 是一種種新型的的- 族直直接帶隙隙半導(dǎo)體體材料，具有優(yōu)優(yōu)良的光光電、壓壓電特性性，在探探測器件件、發(fā)光光器件、表面聲聲波器件件、氣敏敏傳感器器以及太太陽能電電池等領(lǐng)領(lǐng)域有重重要的應(yīng)應(yīng)用前景景，近年年來此類類

5、納米結(jié)結(jié)構(gòu)材料料的制備備和性質(zhì)質(zhì)已引起起了國內(nèi)內(nèi)外學(xué)者者的廣泛泛關(guān)注，根據(jù)此此國際納納米材料料領(lǐng)域的的研究熱熱點，項項目組選選擇采用用電化學(xué)學(xué)方法制制備具有有新穎納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)及實用用意義的的ZnXX(X=O, S, Se, Tee)納米米材料為為題，得得到了任任課教師師童葉翔翔教授和和李高仁仁博士的的大力支支持，他他們從220066年9月月直接進進入項目目組實驗驗室開展展研究工工作。同同學(xué)們在在教師指指導(dǎo)下，通過查查閱和研研讀文獻獻、對ZZnO納納米材料料的電化化學(xué)制備備和表征征進行詳詳細了解解；自學(xué)學(xué)新的知知識，開開始實驗驗方案設(shè)設(shè)計，并并反復(fù)推推敲和論論證，撰撰寫了“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練

6、練計劃”申請報報告，獲獲得教育育部首批批立項資資助。（二）項項目成員員的組成成、特長長、分工工及成員員間相互互協(xié)調(diào)配配和情況況、導(dǎo)師師指導(dǎo)情情況本項目目的申請請由柯志志海，盧盧錫洪，李林朋朋，包云云玉，孔孔培健等等5名同同學(xué)共同同提出，由于課課程學(xué)習(xí)習(xí)和研究究興趣的的改變，堅持開開展實驗驗研究的的只有盧盧錫洪和和柯志海海同學(xué)?？轮竞：Ｍ瑢W(xué)在在本項目目中主要要負責(zé) ZnOO 納米米材料的的電化學(xué)學(xué)制備；盧錫洪洪同學(xué)在在本項目目中主要要負責(zé)ZZnO納納米材料料的表征征研究，包括：XRDD, EEDS, SEEM, HRTTEM, SEEAD，主要研研究ZnnO成核核機制和和晶粒生生長過程程，認識識

7、粒子尺尺寸和形形貌的生生長規(guī)律律，探索索非晶、納米晶晶的生長長機制。 同時時負責(zé)研研究ZnnO納米米材料的的紫外、熒光等等光學(xué)性性能。童童葉翔教教授和李李高仁博博士負責(zé)責(zé)本項目目的全面面指導(dǎo)工工作，包包括項目目的學(xué)術(shù)術(shù)思想、技術(shù)路路線制訂訂與理論論分析、研究進進展、數(shù)數(shù)據(jù)處理理和論文文撰發(fā)等等工作。從從20006年99月開始始，盧錫錫洪和柯柯志海同同學(xué)在導(dǎo)導(dǎo)師的指指導(dǎo)下獨獨立開展展實驗研研究，在在探索研研究問題題的過程程中不斷斷學(xué)習(xí)ZZnO納納米材料料的新知知識、在在實驗過過程中發(fā)發(fā)現(xiàn)新問問題、尋尋求解決決問題的的方法和和途徑，學(xué)習(xí)如如何提出出問題、發(fā)現(xiàn)問問題的思思路和方方法；反反復(fù)實驗驗，分

8、析析處理實實驗數(shù)據(jù)據(jù)，總結(jié)結(jié)、深化化實驗研研究，撰撰寫科研研論文等等。教師師在指導(dǎo)導(dǎo)項目組組學(xué)生開開展課題題研究的的過程中中，特別別強調(diào)交交叉科學(xué)學(xué)的思維維培養(yǎng)，著力培培養(yǎng)學(xué)生生以新視視角、新新思路、新方法法審視所所研究課課題、推推敲實驗驗方案，將學(xué)科科交叉的的思想和和意識滲滲透到每每一個研研究環(huán)節(jié)節(jié)的細微微處；并并認真修修改學(xué)生生撰寫的的研究論論文，在在投稿發(fā)發(fā)表過程程中，不不斷灌輸輸學(xué)生的的學(xué)術(shù)鑒鑒賞力和和學(xué)術(shù)規(guī)規(guī)范，注注重在研研究過程程中提高高學(xué)生的的科研能能力、培培養(yǎng)其團團隊合作作精神。（三）項目的的創(chuàng)新點點和特色色1項項目的創(chuàng)創(chuàng)新點(11) 通通過電化化學(xué)方法法制備ZZnX(X=OO

9、, SS, SSe, Te)，目前前文獻報報道不多多，這類類納米材材料的電電化學(xué)制制備、納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)控和和相變研研究是嶄嶄新的研研究領(lǐng)域域；(2) 通過過電化學(xué)學(xué)沉積方方法，設(shè)設(shè)計并制制備過渡渡族金屬屬或稀土土摻雜的的的ZnnO納米米材料，實現(xiàn)材材料的設(shè)設(shè)計及制制備的調(diào)調(diào)控以及及光學(xué)和和磁學(xué)性性質(zhì)預(yù)測測，也是是本項目目的另一一個創(chuàng)新新點。22. 項項目的科科學(xué)意義義及應(yīng)用用價值自從從20001年國國際上首首次報道道合成ZZnO納納米帶后后，ZnnX納米米材料成成為當今今納米結(jié)結(jié)構(gòu)研究究的熱點點之一，由于其其屬于寬寬能隙半半導(dǎo)體化化合物，并且有有很大的的激子結(jié)結(jié)合能, 有著著獨特的的發(fā)光性性質(zhì)

10、、電電學(xué)性質(zhì)質(zhì)以及機機械性質(zhì)質(zhì)，在壓壓敏、光光催化、光電極極、場發(fā)發(fā)射、太太陽能電電池、化化學(xué)傳感感器、表表面彈性性波濾波波器等領(lǐng)領(lǐng)域具有有廣闊應(yīng)應(yīng)用前景景。目前前納米棒棒、納米米線、納納米管、納米彈彈簧、納納米梳子子等一維維或者準準一維ZZnX納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)可以通通過熱蒸蒸發(fā)、濺濺射法、水熱法法、共沉沉積法等等物理和和化學(xué)方方法制備備, 結(jié)結(jié)合國內(nèi)內(nèi)外納米米材料的的最近研研究熱點點和我們們課題組組的前期期工作積積累，本本項目的的特色為為嘗試在在更綠色色易得的的水溶液液體系中中開展電電化學(xué)方方法制備備ZnOO半導(dǎo)體體納米材材料的探探索，并并期望逐逐步通過過摻雜磁磁性元素素或稀土土元素獲獲得一些些

11、有價值值和較大大應(yīng)有前前景的半半導(dǎo)體稀稀磁材料料和新型型熒光材材料。（四）項項目實施施的進展展情況及及初步取取得的創(chuàng)創(chuàng)新成果果1. 項目實實施的進進展情況況（1）以以有機酸酸為形貌貌調(diào)控劑劑，通過過電化學(xué)學(xué)方法成成功制備備了ZnnO納米米棒束，不同類類型的多多孔ZnnO納米米結(jié)構(gòu)，初步闡闡明了多多種不同同形貌ZZnO納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)的形成成機制，實現(xiàn)了了ZnOO納米材材料的電電化學(xué)合合成及形形貌的電電化學(xué)調(diào)調(diào)控，并并探討了了其熒光光性質(zhì)。實驗結(jié)結(jié)果在國國際重要要學(xué)術(shù)刊刊物Ellecttrocchemm. CCommmun.(20007, 9, 8663-8868) 發(fā)表表論文11篇，在在美國化化學(xué)

12、會物理化化學(xué)雜志志C卷（J.Phyys. Cheem. C, 20007, 1111, 119199-19923；20007, 1111, 666788-66683)發(fā)表論論文2篇篇。此部部分結(jié)果果被審稿稿人給予予了較好好評價：“I bbeliievee thhat proojecct iinvoolviing herre wwoulld bbe aan iinteeresstinng cconttribbutiion to thee liiterratuure on eleectrrochhemiicall syynthhesiis oof hhighh-puure ZnOO naanoss

13、truuctuuress.” 。（2）在純ZZnO納納米結(jié)構(gòu)構(gòu)的制備備獲得了了成功后后，盧錫錫洪同學(xué)學(xué)開始進進一步探探索過渡渡族金屬屬或稀土土摻雜ZZnO制制備，目目的是為為了得到到稀磁半半導(dǎo)體納納米材料料。制備備出(MMn, Co)共摻的的ZnOO納米棒棒陣列并并實現(xiàn)了了 Mnn, CCo含量量的調(diào)控控，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了(MMn, Co)共摻的的ZnOO納米棒棒陣列具具有較好好的鐵磁磁性，該該結(jié)果220077年已發(fā)發(fā)表在EElecctroocheem. Commmunn.(220077, 99,16661-16666)上上。以此此為基礎(chǔ)礎(chǔ)，用電電化學(xué)方方法制備備出一系系列Cee或Tbb摻雜的的ZnO

14、O納米材材料并實實現(xiàn)了形形貌調(diào)控控，研究究其磁性性和光學(xué)學(xué)性質(zhì)，實驗結(jié)結(jié)果在美美國化學(xué)學(xué)會物物理化學(xué)學(xué)雜志CC卷（J.PPhyss. CChemm. CC, 20008, 1122, 229277-29933)和晶晶體生長長與設(shè)計計（CCrysst. Groowthh Dees.，20008, 8(44), 1277612881）各各發(fā)表論論文1篇篇，見圖圖1；盧盧錫洪同同學(xué)為第第一作者者在國際際重要學(xué)學(xué)術(shù)刊物物Eleectrrochhim. Accta, (220088，533，51180-51885.) 發(fā)表表論文11篇。（33）近期期又開展展了納米米半金屬屬材料的的電化學(xué)學(xué)制備研研究，進

15、進展順利利，成功功發(fā)現(xiàn)了了In-Sb 納米金金字塔結(jié)結(jié)構(gòu)的生生長行為為，該結(jié)結(jié)果20008年年已發(fā)表表在Ellecttrocchemm. CCommmun.(20008, 100(1), 1127-1300)上，見圖22。圖1 電電化學(xué)控控制制備備Ce44+摻雜雜ZnOO 納米米管，納納米籠和和納米棒棒；Crrystt. GGrowwth Dess.; 20008, 8(44), 1277612881.圖2 電電沉積 In-Sb 納米結(jié)結(jié)構(gòu)生長長控制的的 SEEM 圖圖, aadEllecttrocchemm. CCommmun., 220088, 110(11), 1277-1330.2.

16、初初步取得得的創(chuàng)新新成果(11) 實實現(xiàn)了ZZnO納納米材料料的電化化學(xué)合成成及形貌貌的電化化學(xué)調(diào)控控，并分分別探討討了它們們的光學(xué)學(xué)性質(zhì)。(2) 實現(xiàn)了了摻雜ZZnO納納米材料料的電化化學(xué)合成成及形貌貌的電化化學(xué)調(diào)控控，并獲獲得了較較好磁學(xué)學(xué)性質(zhì)。（五）項目實實施過程程中的收收獲與體體會1. 20004級級本科生生盧錫洪洪同學(xué)的的收獲與與體會帶著著對納米米材料產(chǎn)產(chǎn)生的濃濃厚興趣趣和許多多疑問，我和同同學(xué)們在在大二暑暑假時走走進了物物理化學(xué)學(xué)電化學(xué)學(xué)實驗室室。在這這里是我我第一次次真正地地接觸科科研，在在童葉翔翔教授和和李高仁仁博士的的指導(dǎo)下下，我們們從學(xué)習(xí)習(xí)納米材材料基本本概念和和表征方方法

17、入手手，掌握握了許多多課堂上上學(xué)不到到的知識識；在進進行文獻獻查閱時時，老師師告訴我我們文獻獻調(diào)研是是理解課課題背景景，設(shè)計計方案的的理論基基礎(chǔ)，查查文獻要要找新和和權(quán)威的的文獻，“站得高高才能看看得遠”。我們們通過校校園網(wǎng)的的電子期期刊邊看看邊查，認真體體會，對對于精華華部分做做好適當當?shù)挠涗涗?、歸納納和總結(jié)結(jié)；實驗驗中遇到到的問題題多去文文獻中找找解決辦辦法或是是可以借借鑒的內(nèi)內(nèi)容，培培養(yǎng)了獨獨立思考考的能力力和學(xué)術(shù)術(shù)鑒賞力力。在實實驗方案案設(shè)計完完成后，恰逢教教育部實實施“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃”，我們們在學(xué)校校和老師師的鼓勵勵和支持持下，申申請了該該項目并并獲得資資助，我我和柯志

18、志海同學(xué)學(xué)的積極極性更高高了，利利用課余余時間和和節(jié)假日日，經(jīng)常常泡在實實驗室，在實驗驗過程中中遇到困困難多向向老師和和同學(xué)們們虛心請請教，成成功地制制備出多多種不同同結(jié)構(gòu)的的納米ZZnO和和摻雜的的ZnOO納米材材料，對對其進行行了形貌貌表征和和光學(xué)、磁性研研究，已已在國際際知名刊刊物發(fā)表表了7篇篇論文。經(jīng)過這這一年多多的科研研訓(xùn)練，我經(jīng)歷歷了科研研課題的的一個完完整過程程，從文文獻查閱閱、選題題、立項項、方案案設(shè)計，到儀器器設(shè)備選選用及組組裝、實實驗測量量、數(shù)據(jù)據(jù)處理與與分析、最后論論文撰寫寫等一系系列過程程，培養(yǎng)養(yǎng)了對科科學(xué)研究究的興趣趣，更提提高了實實驗?zāi)芰α?，也明明白了科科學(xué)研究究的

19、艱苦苦性、長長期性和和探索性性及它的的樂趣所所在。最最大的心心得體會會是要注注意細節(jié)節(jié)，不論論是做實實驗還是是撰寫論論文，都都不能忽忽略任何何細節(jié)，目前我我已從學(xué)學(xué)會撰寫寫英文論論文和投投稿，并并以第一一作者在在Eleectrrochhim. Accta發(fā)發(fā)表論文文1篇?，F(xiàn)在我我已經(jīng)被被免試提提前攻讀讀童葉翔翔教授的的博士研研究生，我對220088年9月月開始的的研究生生生活充充滿期待待。2. 20004級級本科生生柯志海海同學(xué)的的收獲與與體會選擇擇這個課課題是因因為童葉葉翔教授授在給我我們講授授“物理化化學(xué)”基礎(chǔ)課課時對納納米材料料和介觀觀化學(xué)介介紹，科科學(xué)家們們合成的的形狀千千奇百怪怪和性

20、能能優(yōu)異的的納米材材料一下下吸引了了我們的的興趣。作為國國家理科科人才培培養(yǎng)基地地的學(xué)生生，在學(xué)學(xué)?！皟?yōu)生優(yōu)優(yōu)培”的支持持下，我我和盧錫錫洪等同同學(xué)主動動向童老老師提出出開展ZZnX(X=OO, SS, SSe, Te)納米材材料的制制備研究究，老師師很高興興地答應(yīng)應(yīng)了我們們的要求求，并教教會我們們學(xué)會使使用ACCS、JJohnn Wiileyy、SccFinnderr等電子子期刊查查閱相關(guān)關(guān)的論文文，掌握握了國內(nèi)內(nèi)外學(xué)者者的研究究動態(tài)，自主擬擬定了研研究方案案，申請請了教育育部“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃”并獲得得資助。在童葉葉翔教授授和李高高仁博士士的指導(dǎo)導(dǎo)下，經(jīng)經(jīng)過多次次失敗，有的同同

21、學(xué)退出出了，我我和盧錫錫洪等相相互鼓勵勵，堅持持了下來來，不斷斷改進實實驗條件件，總結(jié)結(jié)規(guī)律，終于成成功地制制備出多多種不同同結(jié)構(gòu)的的納米ZZnO納納米材料料，我們們在“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃”的資助助下，有有機會利利用熱場場發(fā)射環(huán)環(huán)境掃描描電鏡、透射電電鏡來觀觀察沉積積物表面面形態(tài)，利用XX-射線線能譜儀儀（EDDS，OOXFOORD）來測定定沉積物物的組分分和物相相。在總總結(jié)和攢攢寫論文文時，在在老師的的耐心指指導(dǎo)下，我們體體會到了了認真嚴嚴謹?shù)闹刂匾浴Ｍㄟ^這這次“國家大大學(xué)生創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練計劃”，激發(fā)發(fā)了我對對科學(xué)研研究的更更大興趣趣，也讓讓我深深深體會到到什么叫叫“學(xué)然后后知不足足”了。我我不僅掌掌握了各各種現(xiàn)代代表面物物理檢測測儀器的的使用，更重要要的是我我們學(xué)會會了一種種科學(xué)的的工作方方法和工工作態(tài)度度。由于于我有這這樣的創(chuàng)創(chuàng)新訓(xùn)練練經(jīng)歷，目前已已經(jīng)被免免試錄取取為香港