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基于OBE理念的教学模式及过程性考核模式探索——以“模拟电子技术”课程为例

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无线互联科技 2022年第10期19卷 166-168页

作者：马李刚南京晓庄学院江苏南京210017

基于OBE理念,文章根据“模拟电子技术”课程的特点,剖析了该课程的基础性、特殊性、复杂性,针对该课程的教学现状及学生学习的情况,探索成果导向的教学模式的改革。同时,考核作为教学过程中的一个重要的环节,能有效地了解教师的教学效... 详细信息

基于OBE理念,文章根据“模拟电子技术”课程的特点,剖析了该课程的基础性、特殊性、复杂性,针对该课程的教学现状及学生学习的情况,探索成果导向的教学模式的改革。同时,考核作为教学过程中的一个重要的环节,能有效地了解教师的教学效果和掌握学生的学习质量,有助于反哺教学过程,有利于学生对知识的掌握和创新能力的提高。针对考核的情况,文章提出了过程性考核的模式。过程性考核贯穿整个的学习过程,考核模式的改革有助于培养学生在学习过程中的积极性,提高学生的自主学习能力、创新能力以及实践动手能力,学习效果得到很大的改善。

关键词： OBE理念过程性考核模式模拟电子技术

ZnO缓冲层上低温生长Al掺杂的ZnO薄膜

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功能材料 2011年第8期42卷 1516-1519页

作者：马李刚马书懿陈海霞黄新丽西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO(AZO)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优... 详细信息

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO(AZO)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优取向性发生了改变,且当Al的掺杂量为0.81%(原子分数)时,(002)衍射峰与其它衍射峰强度的比值达到最大,表明适合的Al掺杂使ZnO薄膜的择优取向性得到了改善。在可见光范围内薄膜的平均透过率超过70%。通过对样品光致发光(PL)谱的研究,发现所有样品出现了3个发光峰,分别对应于以444nm(2.80eV)、483nm(2.57eV)为中心的蓝光发光峰和以521nm(2.38eV)为中心较弱的绿光峰。并对样品的发光机理进行了详细的探讨。

关键词：磁控溅射法 ZnO缓冲层 Al掺杂ZnO薄膜 XRD 光致发光

生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

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光电子．激光 2011年第9期22卷 1356-1359页

作者：黄新丽马书懿马李刚孙爱民西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,... 详细信息

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于衬底PS粗糙的表面结构,衍射峰的半高全宽（FWHM）都较大。扫描电子显微镜（SEM）形貌显示,ZnO颗粒完全覆盖了PS的孔洞。从室温下测得样品的光致发光（PL）谱观察到,ZnO/PS复合体系在可见光区（400~700 nm）形成一条宽的PL带,其包括ZnO的蓝、绿光峰及PS的红橙光峰,且发光强度随O2分压的减小先增强后减弱,ZnO的蓝、绿光与PS的红橙光叠加,呈现出较强的白光发射。经分析得出,在O2∶Ar为6∶10 sccm气氛中制备ZnO/PS复合体系的发光效率最高。

关键词：多孔Si(PS) ZnO 射频反应磁控溅射 X射线衍射(XRD) 光致发光(PL) 白光发射

金属（Cu、Al、Ti）掺杂对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响

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金属（Cu、Al、Ti）掺杂对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响

作者：马李刚西北师范大学

学位级别：硕士

氧化锌(ZnO)是一种II-VI族直接带隙宽带半导体，室温下直接带隙宽度为3.2～3.4eV，激子束缚能高达60meV。在大气条件下，ZnO具有六方纤锌矿结构。ZnO无毒，原料廉价易得，且具有较高的化学、机械稳定性及优异的光电学特性，有望在光发... 详细信息

氧化锌(ZnO)是一种II-VI族直接带隙宽带半导体，室温下直接带隙宽度为3.2～3.4eV，激子束缚能高达60meV。在大气条件下，ZnO具有六方纤锌矿结构。ZnO无毒，原料廉价易得，且具有较高的化学、机械稳定性及优异的光电学特性，有望在光发射二极管、太阳能电池、透明电极、蓝/紫光发射器件、表面超声波器件等方面得到广泛的应用。因此研究ZnO薄膜的特性具有十分重要的意义。纯的ZnO薄膜通常存在着各种本征缺陷，例如Zn空位、O空位、填隙Zn、填隙O和反位O，这些本征缺陷很大程度上会影响ZnO薄膜的微观结构、表面形貌、透射率和发光特性。通过引入杂质可改变ZnO薄膜的缺陷浓度，从而使得ZnO薄膜的结晶质量和发光特性提高。本文紧扣ZnO材料研究中的热点，采用射频磁控溅射方法选择制备了Cu、Al、Ti三种金属掺杂ZnO薄膜，并利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和光致荧光发光(PL)等表征技术，详细研究了掺杂对ZnO薄膜微观结构、表面形貌和光学特性的影响，从而为ZnO薄膜的应用提供一些实验数据和理论基础。得出的主要结果如下： 1、Cu掺杂ZnO薄膜微观结构和发光特性的研究中发现，Cu掺杂后的ZnO薄膜有很好的c轴择优取向;XPS表明Cu在ZnO薄膜中的主要是以Cu+的形式存在。对于Cu掺杂后的ZnO薄膜，衬底温度增加到350℃时，薄膜的(002)衍射峰强度最强、半高峰宽最小、平均晶粒尺寸最大，这表明衬底温度为350℃时，薄膜的c轴择优取向最好，结晶质量最好。PL谱表明薄膜有四个主要的发光峰，分别是位于424nm、485nm的蓝发光峰和位于528nm、568nm左右的绿发光峰。真空退火后，ZnO薄膜的结晶质量得到了提高，并且发光强度得到了明显的提高。 2、在Si衬底上制备了低温ZnO缓冲层，并在缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO薄膜。研究了不同Al掺杂量对ZnO薄膜的微观结构和光学性能的影响。XRD和SEM测试结果显示了掺Al后的ZnO薄膜具有较好的c轴择优取向。随着Al掺杂量的增加，(002)衍射峰的半高宽先增大后减小，薄膜的结晶质量得到了改善。样品透射率随掺杂量的增加而降低，可见光范围内平均透射率在70%以上。用量子限域模型理论上计算了薄膜的光学帯隙，与我们线性拟合所得结果的变化趋势完全一致。所有样品出现三个发光峰,分别对应于444nm、483nm为中心的蓝光发光峰，和以521nm(2.38eV)为中心较弱的绿光峰。分析可知，444nm左右的蓝光峰可能来源于电子从填隙Zn能级到价带顶的跃迁，483nm左右的蓝光峰可能来源O空位形成的深施主能级上的电子跃迁到价带顶的结果，521nm左右的绿光峰来源于电子从导带到反位O能级的跃迁。 3、在Si衬底和玻璃衬底上制备了Ti掺杂ZnO薄膜，研究了不同衬底对Ti掺杂ZnO薄膜的结晶性能和光学特性等的影响。结果表明Si衬底上的Ti掺杂ZnO薄膜沿(002)方向生长，而玻璃衬底上的薄膜朝向(100)方向生长。最后我们研究了不同氧分压对Ti掺杂ZnO薄膜的结晶性能和光学特性等的影响。结果表明：适当的氧分压可以提高薄膜的c轴择优取向和结晶质量。薄膜在可见光范围内的光学透过率高达90%，并且透过率不随氧氩比的改变而改变。通过对光致发光谱的分析表明，薄膜有四个主要的发光峰：428、444、476、527nm，并对这四个发光峰的起源进行了详细的讨论。

关键词： ZnO Cu薄膜 Al薄膜 Ti薄膜微观结构光学特性

Ti缓冲层对ZnO薄膜吸收特性和荧光光谱的影响

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功能材料 2012年第24期43卷 3337-3340页

作者：张小雷马书懿杨付超黄新丽马李刚李发明赵强刘静靳钰珉西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

采用射频磁控溅射法在Si衬底和玻璃衬底上制备了ZnO/Ti薄膜,利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计等技术表征了ZnO/Ti薄膜的光学特性,研究了Ti缓冲层的厚度对ZnO薄膜的影响。透射吸收光谱显示所有ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超... 详细信息

采用射频磁控溅射法在Si衬底和玻璃衬底上制备了ZnO/Ti薄膜,利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计等技术表征了ZnO/Ti薄膜的光学特性,研究了Ti缓冲层的厚度对ZnO薄膜的影响。透射吸收光谱显示所有ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,当引入缓冲层后,薄膜的紫外吸收边先向长波方向移动,且随着缓冲层厚度的增加紫外吸收边向短波方向移动。薄膜的荧光光谱显示,所有样品出现了位于390nm的紫外发光峰,435和487nm的蓝光双峰以及525nm的绿光峰,并对各发光峰的来源进行了探讨。

关键词： Ti缓冲层紫外-可见光吸收光谱荧光光谱 ZnO薄膜磁控溅射

氧分压对Cu掺杂ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

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西北师范大学学报（自然科学版） 2011年第3期47卷 15-20页

作者：马书懿尚小荣马李刚苏畅西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了不同氧分压对ZnO∶Cu薄膜的微观结构和光学特性的影响.... 详细信息

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了不同氧分压对ZnO∶Cu薄膜的微观结构和光学特性的影响.研究结果显示,随着氧分压的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时(100)(、101)和(110)衍射峰在(002)衍射峰增加时减小,表明氧分压可以影响ZnO∶Cu薄膜的结晶取向.薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过70%,同时随着氧分压的增加,薄膜的光学带隙值先增大后减小.通过对光致发光的研究表明,射频磁控溅射法在低氧和高氧环境条件下都可制得好的发光薄膜.

关键词： ZnO∶Cu薄膜氧分压磁控溅射光学特性

“新工科”背景下“模拟电子技术”课程的教学探索

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无线互联科技 2018年第12期15卷 88-89,101页

作者：马李刚南京晓庄学院电子工程学院江苏南京211171

"新工科"人才培养方案要求在传统的工科专业基础上逐步改进,这势必要求与之对应课程的教学过程发生相应的变革。而对于电子信息等专业而言,"模拟电子技术"这门课作为必修的基础课程,在人才培养方案中处于核心地位。文章分析了该课程在... 详细信息

"新工科"人才培养方案要求在传统的工科专业基础上逐步改进,这势必要求与之对应课程的教学过程发生相应的变革。而对于电子信息等专业而言,"模拟电子技术"这门课作为必修的基础课程,在人才培养方案中处于核心地位。文章分析了该课程在教学过程中存在的问题,初步探索与"新工科"人才培养方案相适应的教学模式、教学内容以及考核方式,最终提高教学质量,提高学生的综合能力,让学生能尽可能多地发挥这门课在创新实践环节中的作用。

关键词：模拟电子技术新工科教学改革

ZnO缓冲层厚度对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响

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西北师范大学学报（自然科学版） 2011年第6期47卷 20-24页

作者：马书懿马李刚艾小倩黄新丽西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

采用射频磁控溅射法在不同厚度的ZnO缓冲层上制备了Al掺杂ZnO(AZO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-VIS)和荧光分光光度计(PL)等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性.XRD分析... 详细信息

采用射频磁控溅射法在不同厚度的ZnO缓冲层上制备了Al掺杂ZnO(AZO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-VIS)和荧光分光光度计(PL)等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性.XRD分析结果表明,加入适当厚度的ZnO缓冲层后可有效地降低晶格失配和因热膨胀系数不同引起的晶格畸变.薄膜在可见光范围内的透射率随着缓冲层厚度的增加先增大后降低,平均透过率超过80%.通过对样品光致发光(PL)谱的研究发现ZnO缓冲层样品在室温下的光致发光峰有了明显增高.这说明利用低温缓冲层生长的AZO薄膜的结晶质量和光学性质都得到了明显改善.

关键词：磁控溅射法 ZnO缓冲层 AZO薄膜 XRD 光致发光

退火温度对同质缓冲层ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响

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西北师范大学学报（自然科学版） 2012年第4期48卷 27-32页

作者：马书懿赵强靳钰珉马李刚张小雷刘静杨付超李发明西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

采用射频磁控溅射法在300℃真空退火处理过的同质缓冲层上制备了不同退火温度下的ZnO薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)和光致发光(PL)等表征技术,研究了ZnO薄膜的微观结构和发光特性.结果表明:在6min缓冲层上制备的ZnO薄膜有较好的结晶质量,... 详细信息

采用射频磁控溅射法在300℃真空退火处理过的同质缓冲层上制备了不同退火温度下的ZnO薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)和光致发光(PL)等表征技术,研究了ZnO薄膜的微观结构和发光特性.结果表明:在6min缓冲层上制备的ZnO薄膜有较好的结晶质量,并且在适当的退火温度下薄膜的结晶质量进一步提高.薄膜在可见光范围内的平均透过率均超过90%,光学带隙值随退火温度的增加由3.221eV减小为3.184eV.在光致发光谱(PL)中观测到了5个主要的发光峰位,分别是紫外光(384nm)、紫光(420nm)、蓝光(455nm和473nm)和绿光(530nm).对发光机制进行详细讨论认为,紫外光是自由激子复合形成的,紫光与晶界缺陷的辐射跃迁有关,蓝光与氧空位和间隙锌缺陷有关,绿光发射主要是电子从氧空位深施主能级向锌空位浅受主能级上的辐射跃迁.退火温度从400℃增加到600℃时,455nm处的蓝光峰蓝移至447nm处,发光强度随退火温度增加而增加.继续升高退火温度至700℃,530nm处的绿光峰强度降低,认为和锌空位的减少有关.

关键词：同质缓冲层 ZnO薄膜光致发光辐射跃迁