C60自组装单层与多层膜的制备及其光致发光

利用Ｃ６０与乙二胺改性的玻璃表面进行加成反应,得到一种新的Ｃ６０自组装单层膜,在Ｃ６０自组装单层膜的基础上,将Ｃ６０与乙二胺反应制备自组装双层和多层膜,并对其光致发光性质进行了研究,Ｘ射拇光电子能谱,激光解吸电离飞行时间质谱的测试结果表明,在乙二胺改性的玻璃表面上存在以化学键键合的Ｃ６０自组装单层和多层膜,并且随着膜的层数增加,Ｃ６０与乙二胺的键合由一维线形结构向三维网状结构转变,光致发光研究表明     

单链DNA在氨基乙硫醇单分子膜金电极上固定化的研究

利用了氨基乙硫醇在金电极表面形成自组装单分子膜,然后用水溶性的碳化二亚胺作为偶联活化剂,ｓＤＮＡ的５’端磷酸基与电极表面自组装膜上的氨基以磷酸氨基酯键的形式共价结合,从而在金电极表面形成ｓｓＤＮＡ单分子层。采用反射红外光谱对电极表面ｓＤＮＡ单分子层进行了表征,并用氧化还原电对Ｃｏ（ｂｐｙ）３＋／２＋３作为杂交指示剂对电极表面的ｓＤＮＡ层的响应特性进行了研究。     

α-Fe基体内部和(001)表面空位形成能和结合能的计算

为进一步了解体心立方金属α-Fe中空位存在对其物理,化学与机械性能的影响,用改进分析型嵌入原子法计算了α-Fe基体内部和(001)面前五层的单空位形成能和双空位形成能与结合能.计算表明:形成能最小时,表面原子第一层很容易形成单空位和结构a双空位.结合能最大时,表面第一层结构a双空位最稳定,第一层与第二层两个最近邻空位的结构d次之,α-Fe金属表面层中存在空位向表面第一层迁移和聚集趋势.     

硅基上端基为羧基自组装膜的制备及应用

通过液相硅烷化的方法,在硅基底上制备了端基为氰基的分子自组装膜,利用氰基水解的方法,通过改变水溶液中酸的浓度以及反应温度和反应时间,研究了氰基转化为羧基的过程.红外光谱表征结果显示:表面转化完成后,分子自组装膜在2 250 cm-1处和1 711 cm-1处羧酸中羰基吸收峰的出现,证明自组装膜的端氰基已大部分转化为羧基;同时,表面转化后硅基自组装膜表面对纯水的接触角(31.5°)较端基为氰基的自组装膜的接触角(58.1°)有所减少,说明羧基的生成使表面亲水性增加.利用Ag+和COO-之间的化学吸附和化学试剂的原位还原,在端基为羧基的自组装膜表面组装了银纳米粒子.研究结果表明,通过化学方法可以将硅基上端基为氰基的有序分子自组装膜转变为端基为羧基的有序分子自组装膜,并且该自组装膜可以用来作为制备金属纳米粒子的功能基底.     

硅基上图案化自组装膜的制备及表征

基底上图案化纳米薄膜的制备在微观结构设计领域有广泛应用,在硅基上制备端基为乙烯基的自组装单层膜,利用铜丝电氧化以及高锰酸钾混合溶液氧化,制备不同端基表面的单、双层自组装膜.采用红外光谱(FTIR)、接触角以及原子力显微镜(AFM)对所制备的薄膜进行表征.红外检测结果表明:乙烯基表面经氧化后转变为羧基表面,氧化前后接触角从58.1°转变为19.9°,说明薄膜的亲水性有明显的变化,原子力显微镜扫描得到薄膜的表面形貌,可观察到不同薄膜表面之间的相位及高度变化.结果表明:自组装技术与电氧化法相结合能够有效地制备出不同性质的图案化表面,以用于未来微纳米器件等领域的研究.     

巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与电化学表征

利用自组装技术将巯基乙酸固定在金电极表面形成巯基乙酸自组装膜修饰金电极,并利用循环伏安法初步研究了该自组装单分子膜修饰电极的电化学行为。结果表明,巯基乙酸在金电极表面具有特性吸附,形成具有一定致密性的吸附层,使电极的双电层电容降低。以[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原电对为探针考察了巯基乙酸自组装膜修饰金电极的电化学性质,巯基乙酸自组装膜的存在对[Fe(CN)6]3-/4-的电子转移起了明显的阻碍作用。     

吖啶橙修饰金纳米自组装膜制备及其性能研究

采用水相硅烷化方法,将γ-氨基丙基三乙氧基硅烷[H2N(CH2)3Si(OC2H5)3](APES)组装在石英表面,在基底表面修饰上氨基为末端的单层膜,并进一步在这种功能化的单层膜基底上组装金纳米粒子得到金纳米粒子/APES/石英的纳米复合结构。以制备的金纳米粒子自组装膜修饰石英为基底、半胱胺酸为中介,利用吖啶橙(AO)和半胱胺酸的化学吸附作用,将吖啶橙间接组装在金纳米粒子自组装膜修饰石英基底表面,制备出具有荧光特性的超分子自组装膜AO/Cys/AuNP/APES/Quartz。文章着重研究了吖啶橙修饰金纳米粒子自组装膜的制备和组装条件,以及用原子力显微镜、紫外吸收光谱、荧光光谱对膜进行表征。基于膜具有的荧光性质,有望发展一种新型的荧光传感器。     

Au（111）取向膜的制备与结构表征

在单晶硅Ｓｉ（１１１）上，通过电子束蒸发沉积方法制备Ａｕ（１１１）取向膜，用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）分析征Ａｕ（１１１）膜的表面微结构和表面晶格取向的原子图像。实验结果表明，在超高真空的条件下，控制优化实验条件能制备高度取向的Ａｕ（１１１）膜，这在分子自组装技术中起着关键作用，在纳米薄膜材料科学中具有重要意义。     

聚苯硫醚几何结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法来研究聚苯硫醚(PPS)孤立分子的几何结构,结果表明采用LDA近似计算得出的晶格长度在计算误差之内,但却低估了键长,而采用GGA近似得出的键长、键角与实验符合的很好;从扭转角与能量的关系可以推测,聚苯硫醚存在内旋转异构体.     

Al金属多晶硅纳米膜欧姆接触的制作

利用低压化学气相淀积法（LPCVD）在表面有热氧化二氧化硅的（100）硅衬底上生长80nm厚多晶硅纳米膜,并对其界面进行表征.制作出单层Al金属的欧姆接触样品,在不同退火温度条件下对样片的电阻进行测量.结果表明,退火使欧姆接触的电阻率降低,接触电阻率可达到2.41×10-3Ω.cm2.     

新型氨烃基聚硅氧烷在不同基质上的膜形貌

以八甲基环四硅氧烷、Ⅳ,Ⅳ-二甲基氨丙基氨丙基二甲氧基硅烷为原料,合成出新型氨烃基聚硅氧烷（ASO-121）,并对其在不同基质上的膜形貌进行了研究。结果表明：经ASO-121整理的棉纤维表面比较光滑,水／硅膜的接触角为106°,静态吸水时间为56．29s;ASO-121在纤维表面成膜所采取的定向排列方式为Si-CH3朝外、Si-O偶极键与阳离子化氨基指向纤维表面。在2um^2的扫描范围内单晶硅片上丝素蛋白基质ASO-121膜的表面均方根粗糙度为1．338nm。     

单晶硅和单晶铝纳米切削过程比较

采用分子动力学模拟方法进行了单晶硅和单晶铝纳米切削过程的比较研究．硅原子间相互作用力采用Tersoff势计算，铝原子间和工件与刀具原子间相互作用力采用Morse势计算．通过对切削过程中切屑和加工表面、能量和切削力的分析，发现硅发生非晶态相位变换和切屑体积改变，但没有位错和弹性恢复产生；而铝发生的现象却与硅相反．     

单晶硅和单晶铝纳米切削过程比较

采用分子动力学模拟方法进行了单晶硅和单晶铝纳米切削过程的比较研究，硅原子间相互作用力采用Tersoff势计算，铝原子间和工件与刀具原子间相互作用力采用Morse势计算．通过对切削过程中切屑和加工表面、能量和切削力的分析，发现硅发生非晶态相应变换和切屑体积改变，但没有位错和弹性恢复产生；而铝发生的现象却与硅相反。     

自组装单分子膜技术及金属腐蚀与防护

综述了自组装单分子膜技术的研究现状.自组装单分子膜技术就是活性分子或原子通过化学键自发在基底上形成有序单分子膜的过程.自组装膜堆积紧密、结构稳定,对基底金属具有良好的防腐蚀作用.介绍了几种常见的自组装体系.用于抑制腐蚀的自组装膜的表征方法主要有电化学方法、X射线光电子能谱(XPS)及扫描隧道电子显微镜(STM)等.对自组装技术取得的成果及存在的问题进行了分析,并预测了其以后的发展方向.     

低能离子束刻蚀单晶硅表面形貌与粗糙度的研究

研究了低能Ar＋离子束对单晶硅表面的刻蚀效果.使用自制的冷阴极离子源,通过控制离子束的入射能量和刻蚀时间等因素,对单晶硅（100）表面进行刻蚀,采用原子力显微镜（AFM）和非接触式表面测量仪对刻蚀后硅片的表面形貌以及表面粗糙度（RMS）进行测量.实验结果表明：当离子束正入射、束流密度为20μA/cm2、刻蚀时间为30min、刻蚀距离为7cm时,入射能量从800eV增加到1 200eV的过程中,此时表面光滑起主要作用,表面粗糙度逐渐减小;继续增大入射能量到1 600eV时,表面粗糙度开始增大,当入射能量达到1 400eV时,通过AFM观察,硅片表面出现了自组织纳米点状结构,此时表面粗糙起主要作用;延长刻蚀时间同样可以看到粗糙度先减小后增加,延长刻蚀时间到90min,表面的粗糙度达到1.245nm,AFM观察表明,随着时间的增加,由于样片表面原子扩散影响,点状结构排列趋于均匀.     

Ag（111）面吸附O_2的第一性原理研究

运用第一性原理,计算并分析了氧分子在Ag（111）表面吸附的结构和电子态,分别计算了顶位,单桥,双桥,谷位四种吸附结构,以及在上述结构下Ag（111）表面的弛豫特性、吸附能量、功函数等一系列物理量.研究表明,双桥位吸附为最佳吸附位,其O-O键长最大,吸附能最低,达到-4.111eV;因O2吸附位置的不同而导致每层Ag原子层距的不规律变化;O2在Ag（111）上成1πg＊健.     

自组装技术在水处理中的应用

介绍了自组装单层及其制备方法，论述了有机硅烷系自组装单层材料可吸附水中金属离子和有机污染物，使水质得到净化，并可用于处理果汁、酒中的有害杂质。采用制备的NH2-SAMs／SiO2处理水中残留的杀虫剂simazine（4mg／L）作为探针反应，去除率达到了76．5％。进一步利用固定在基质上的自组装单层诱导生长TiO2和FeOOH纳米膜作为新型光催化水处理材料，讨论了其吸附、光催化降解水中污染物的方法和应用前景。     

PDLLA/CS/CHS多层膜的制备及影响因素研究

利用静电自组装技术制备聚乳酸/硫酸软骨素/壳聚糖(PDLLA/CS/CHS)多层膜,并对组装影响因素进行研究.用紫外-可见吸收光谱对PDLLA/CS/CHS多层膜在组装过程中的时间、温度、溶液浓度和pH值等影响因素进行分析研究.结果表明自组装复合材料制备的最佳条件为:CS的浓度为2 mg/mL、CHS的浓度为1%(g/mL),组装时间为30 min,温度为30 ℃,溶液pH值为3.8.根据紫外光谱拟定的最佳组装条件组装了多层膜,用扫描电镜观察了多层膜的表面形貌,结果表明自组装膜是一种具有多孔结构的不对称复合膜.     

SiO2薄膜辅助硅玻璃热键合技术的研究

为了解决Si和普通玻璃进行直接键合时材料的热失配问题，提出了利用SiO2薄膜辅助进行硅玻璃热
键合（SGTB）的技术.通过分析SiO2薄膜辅助SGTB技术的化学物理过程，对键合过程中的工艺条件进行了
优化.利用反应离子束蚀刻（RIBE）对基片进行抛光，使得键合表面达到2 nm级的表面粗糙度.在大气的环
境下将处理过的玻璃、Si基片干燥，进行预键合.预键合好的Si、玻璃基片在200℃的氧化环境下退火，基
片之间的硅烷醇键发生聚合反应，形成硅氧键键合.实验结果表明，硅和玻璃基片的表面能经过预键合后
有了提高，水分子和Si表面SiO2中的氧原子交连在一起，OH-数量增加，形成硅烷醇键.Si表面热生长SiO2
薄膜的存在，减少了由Si、玻璃热膨胀系数和热传导系数差异引起的诱导应力.     

沉积温度对中频磁控溅射制备含氢非晶碳膜表面形貌和力学性能的影响

作为红外窗口的保护层,含氢非晶碳膜(a-C:H)是薄膜材料研究的热点.本文利用中频非平衡磁控溅射技术,以氩气和甲烷混合气体为工作气体,在单晶硅片上沉积含氢的a-C:H膜.改变沉积温度,制备常温和加温到80℃、120℃、150℃四种不同的溅射温度下沉积的a-C:H膜,发现薄膜的表面形貌、纳米硬度与沉积温度的变化不是成简单的线性关系.用Raman和F1TR分析了引起a-C:H膜表面形貌和力学性能变化的原因.结果表明,Raman和FITR分析表明基体温度为80℃以上沉积的膜中化学结构是以sp2键和C-H键非刚性键约束的聚合物结构为主,不能形成三维网络结构,对硬度的贡献几乎为零,所以硬度最低;常温时沉积,薄膜中含氢量低,正四面体的sp2结构增加,薄膜的硬度和弹性都增大.