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天津大学硕士学位论文
单分子膜上诱导沉积纳米金属银膜的研究
姓名：余碧涛申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：姚素薇
2002.1.1
摘’要’、ｒ一、、Ｊ单分子膜瞻导晶体生长为实现从分ｙ－水、｝‘控制晶体生长提供厂‘种模式，它突破ｒ以往品体制备中高温条件的限制，仪利＿｝｛ｊ简荦的表向活?陀剂分于，就能够制备具有技术应，Ｈ价值的超薄膜。丫。．本论文主耍研究在单分子膜卜－沉积金属，并通过ＳＥＭ对其进行表钌：。以银氨溶液和酒石酸钾钠溶液作为镀液的主要成分，在气／液界面硬脂酸荦分子膜一卜化学沉积了金属银。论文考察厂溶剂类型、镀液浓度、镀液配比、单分子膜表面压等对银膜质量的影响，确定了最佳实验条件为：银氨溶液浓度为ｏ０５ｍｏｌ／Ｌ，酒石酸钾钠溶液浓度为０１５ｍｏｌ／Ｌ，一：哲以体积比１：２混合，然后在其上滴加浓度为０ｌｍ∥ｍｌ硬脂酸的氯仿溶液，单分子膜表ｌｂ］压为２５ｍＮ／ｍ～３５ｍＮ／ｍ。从ＳＥＭ照片上Ｉ．可以看出，所得银膜表面光滑、细致、均匀。ＴＥＭ测试结果表明银膜为面心立方结构。控制反应Ｉｔ，ＪｆＮＪ－ｒ，ｊ以得到纳米辟度银薄膜。实验中发现，当镀液表面无单分ｆ膜椰仃在十‘八醉单分ｆ膜时，镀液表面无银的化学沉积，沉积只发生在带负电性铰强的硬脂酸单分子膜上。通过改变ｆ。八醇和硬脂酸混合成膜物的比例，获得ｒ１ｉ同形貌的银膜。一ｆ通过电沉积＿方法在气／液界面硬脂酸学分子膜卜沉积了金属银。、０液断存在硬脂酸单分子膜，阴极以点接触方式轻触单分ｆ膜时，银沿单分ｊ二膜进彳『准二维沉积得到圆形银膜，银膜微观结构为松枝状，并具有多级侧枝生长。论文考察了溶液ｐＨ值，单分子膜表面压及槽电压对银膜微观结构的影响，并在十八醇和硬脂酸构成的混合单分子膜上电沉积１ｒ金属银膜。此外在气／固界面硬脂酸单分子膜上化学沉积银，低温时所得银膜较均匀，弓气／液界面单分子膜上沉积银相比，金属光泽较羞。溶解法粗略估计沉积１６小时，银膜厚度约为１５０ｎｍ。在气／国界面硬脂酸单分子膜上电沉积银，仍为树枝状结构，但差枝发生弯曲。电沉积和化学沉积方法相结合，可制备出光亮的银膜。丫关键词：单分子膜化学沉积电沉积银膜天津大学硕ｉ学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｍｅｔａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｏｎｍｏｎｏｌａｙｅｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｉｔｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＳＥＭＡｔｈｉｎＡｇｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｌａｙｅｒａｓａｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｕｂｓｔｒａｔｅａｔａｉｒ／ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｕｒｆａｃｅｔｈｒｏｕｇｈｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｄｅｐｏｓｉｔＴｈｅｅｌｅｃｔｒ０１ｅｓｓｄｅｐｏｓｉｔｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｍｏｎｏｌａｙｅｒｗａｓｓｐｒｅａｄｗａｓａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＡｇ（ＮＨ３）！＋ａｎｄＣ４Ｈ４ＫＮａ０６ＢｏｔｈｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｇｓａｌｔｗｉｔｈＮＨ４０ＨａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｉｎａｄｖａｎｃｅｓｅｐｅｒａｔｅｌｙＡｆｔｅｒｄｉｒｅｃｔｌｙｍｉｘｉｎｇ，ｔｈｅｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｓｐｒｅａｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎＳＥＭｉｍａｇｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｕｎｉｆｏｒｍｔｈｉｎｍｅｔａｌＡｇｆｉｌｍｗａｓｆｏｒｍｅｄａｔｔｈｅａｉｒ／ｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｓｏｌｖｅｎｔ，ｍｏｎｏｌａｙｅｒ’Ｓｓｕｒｆａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅＡｇｆｉｌｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄＴｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｔｈａｔｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ００５ｍｏｌ／ＬＡｇ（ＹＨ３）２’ａｎｄ０１５ｍｏｌ／ＬＣ４ＨＪＫＮａＯ＾ｍｉｘｅｄｉｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ１２，ｔｈｅ０Ｉｎ＂ｌ∥ｍｌｓｔｅａｒｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｓｐｒｅａｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｕｓｉｎｇＣＨＣｌ３ａｓａｓｐｒｅａｄｉｎｇｓｏｌｖｅｎｔ，ａｎｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓ２５ｍＮ／ｍ－３５ｍＮ／ｍＡｓｈｉｎｙ，ｕｎｉｔｂｒｍ，ｍｉｒｒｏｒｌｉｋｅｓｉｌｖｅｒｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄＴｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｉｌｖｅｒｆｉｌｍｉＳｔｈｅｆａｃｅ．ｃｅｎｔｅｒｅｄｃｕｂｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅＴｈｅｓｉｌｖｅｒｆｉｌｍｗｈｉｃｈｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｓｕｎｄｅｒ１００ｎａｎｏｍｅｔｅｒｓｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇｄｅｐｏｓｉｔｔｉｍｅＩｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｕｎｉｆｏｒｍＡｇｔｈｉｎｆｉｌｍｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｈａｒｇｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｏｆｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄ，ｎｏｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＡｇｆｉｌｍｃｏｕｌｄｂｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅａｂｓｅｎｃｅｏｆｍｏｎｏｌａｙｅｒｓｏｒａｔｔｈｅｍｏｎｏｌａｙｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍＣ１８Ｈ３７０ＨＳｏｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄａｎｄＣ１８Ｈ３７０Ｈ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＡｇｆｉｌｍｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄＡｔｈｉｎＡｇｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｌａｙｅｒａｓａｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｕｂｓｔｒａｔｅａｔａｉｒ／ｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｈｒｏｕｇｈｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｌｖｅｒｉｏｎｓａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｂｙｄｏｔ—ｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｏｆｃａｔｈｏｄｅｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｕｎｉｆｏｒｍｓｉｌｖｅｒｆｉｌｍ．ｗｈｉｃｈｉＳｐｉｎｅｂｒａｎｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｍａｎｙｓｔａｎｄｉｎｇｂｒａｎｃｈｇｒｏｗｔｈＴｈｅｉｎｆｌｕｎｃｅｓｏｆｓｕｂｐｈａｓｅ天津入学硕上学位论文ｐＨ，ｓｕｒｆａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｍｏｎｏｌａｙｅｒａｎｄｖｏｌｔａｇｅｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｇｆｉｌｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄＴｈｅｓｉｌｖｅｒｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｏｎｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｓｏｆｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄａｎｄＣｌｈＨ３７０ＨＩｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ａｔｈｉｎＡｇｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒ０１ｅｓｓｄｅｐｏｓｉｔｏｎｔｈｅｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｌａｙｅｒａｔａｉｆｆｓｏｌｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅＴｈｅｕｎｉｆｏｒｍＡｇｆｉｌｍｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｎｅａｔａｉｒ／ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｕｒｆａｃｅ，ｒｉｏｏｂｖｉｏｕｓｍｅｔａｌｇｌｏｓｓｗａｓｆｏｕｎｄｅｄＩｔｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｓｌ５０ｎａｎｏｍｅｔｅｒｓｏｒｓｏｂｙｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｆｄｅｐｏｓｉｔｔｉｍｅｗａｓ１６ｈｏｕｒｓＡｔｈｉｎＡｇｆｉｌｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｏｎｔｈｅｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｌａｙｅｒａｔａｉｒ／ｓｏｌｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅＴｈｅｆｉｌｍｗａｓｐｉｎｅｂｒａｎｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｍａｉｎｂｒａｎｃｈｉｓｃｕｒｖｅｄＴｈｅｓｈｉｎｙＡｇｆｉｌｍｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｄｅｐｏｓｉｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｎｏｌａｙｅｒｄｅｃｔｒｏｔｅｓｓｄｅｐｏｓｉｔｄｅｃｔｍｄｅｐｏｓｉｔｓｉｌｖｅｒｆＩｌｍ