二氧化铪(HfO_2)功能陶瓷薄膜的自组装制备

利用自组装单层膜技术,在玻璃基板上生长十八烷基三氯硅烷(OTS)单分子膜层,以Hf(SO4)2·4H2O和HCl配制HfO2前驱液,通过液相沉积在硅烷的功能性官能团上诱导生成二氧化铪薄膜.研究了紫外光照射对OTS单分子层的影响,通过接触角测试仪、AFM、SEM及XRD等手段对膜材料的表面形貌和结构进行了研究分析.结果表明,利用自组装单层法成功制备出HfO2晶态薄膜,呈立方型的HfO2,无其它杂相,薄膜表面均一.     

微图案BiFeO_3薄膜的光刻自组装制备与表征(英文)

利用光刻自组装技术在玻璃基板上成功制备出图案化的BiFeO3薄膜.AFM和接触角测试表明,紫外光照射引起十八烷基三氯硅烷(OTS)单层膜改性,形成憎水的自组装单分子(SAM)区域和亲水的硅烷醇区域;XRD和XPS结果显示,OTS单层膜和紫外照射处理的玻璃基板表面诱导吸附的薄膜为纯相六方扭曲钙钛矿结构的BiFeO3薄膜;SEM和EDS表明,SAM区域沉积的BiFeO3薄膜不连续,在超声波震荡下容易脱落,而硅烷醇区域沉积的BiFeO3薄膜致密均一,与基底结合牢固,边缘轮廓清晰.     

溶胶-凝胶法制备纳米平整度的四钛酸钾薄膜

以Ti(n-OC₄H₉)₄和CH₃COOK为前驱体, 采用溶胶-凝胶法在载玻片上制得纳米平整度的四钛酸钾致密薄膜, 并用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面结构. 运用TG和XRD研究了四钛酸钾的生成过程. 在四钛酸钾薄膜上进行十八烷基三氯硅烷(OTS)的自组装, 通过测量自组装单分子膜(SAMs)因光催化分解而导致接触角变化研究薄膜的光催化性能. 结果表明: 薄膜由纳米颗粒组成, 扫描范围为2μm×2μm的AFM图的均方根粗糙度(RMS)仅为4.1nm; 四钛酸钾薄膜上形成的致密OTS单层膜的质量与在TiO₂薄膜上相似, 该薄膜具有较强的光催化能力.     

自组装功能膜诱导合成铁酸铋薄膜的研究

采用分子自组装技术在玻璃基片表面制备了十八烷基三氯硅烷自组装单层膜(OTS-SAMs),并在功能化的基板表面诱导生成铁酸铋(BiFeO3)薄膜,采用接触角测试仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)测试手段对OTS膜和BiFeO3薄膜进行了表征.实验结果表明,在SAMs功能化的玻璃基底上所制备的铁酸铋薄膜结晶良好,薄膜表面平整光滑,结构致密均一,而且形成BiFeO3多晶聚集体,多晶聚集体的大小在2μm左右.     

OTS自组装分子膜的制备及其摩擦学测试

采用分子自组装技术在银片表面成功制备了十八烷基三氯硅烷单层膜(OTS-SAMs).运用接触角测试仪、极化曲线、循环伏安、SEM和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对OTS-SAMs薄膜的结构、形貌和性能进行了表征,并分析了载荷和滑动速度对薄膜摩擦学特性的影响.结果表明:紫外光照使基板由疏水变为亲水.极化曲线和循环伏安图显示在组装初期180s内,十八烷基三氯硅烷水解产物主要是与基体表面的羟基发生聚合反应,表现为“岛式”结构增长,随着组装时间的增加,有机硅烷分子之间发生聚合,当组装30min后,成膜过程趋于稳定,可以在基体表面形成平整、牢固和致密的自组装薄膜,这一结果同样由SEM得到验证.随着自组装膜的完善,其摩擦力降低,达到润滑的效果.另外,通过实验结果初步分析了OTS-SAMs的形成机理.     

硅烷自组装膜对制备于多孔性基底上导电聚吡咯薄膜性能的影响

采用硅烷偶联剂对在多孔性绝缘Al2O3膜基底上形成的导电聚吡咯(polypyrrole, PPy)薄膜的形貌及导电性能进行了改善,并探讨了硅烷自组装膜与导电PPy薄膜的形成机理.用硅烷偶联剂对Al2O3膜表面进行改性后,形成了与基底牢固结合的硅烷自组装膜,然后通过化学聚合法在自组装膜上制备得到了均匀致密的PPy薄膜.结果表明:硅烷偶联剂有效地改善了PPy薄膜的均匀性及其与基底的附着性,电导率从5.4S/cm提高到了16.6S/cm.     

四方相BaTiO3薄膜的自组装制备与表征

以(NH₄)₂TiF₆、 Ba(NO₃)₂ 和H₃BO₃为主要原料, 采用自组装单层膜(SAMs)技术, 以三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane, OTS)为模版, 在玻璃基片上制备了四方相钛酸钡晶态薄膜. 改性基板的亲水性测定与原子力显微镜（AFM）测试表明, 紫外光照射使基板由疏水转变为亲水, 能够对OTS-SAM起到修饰作用. 金相显微镜观察结果显示,OTS单分子膜指导沉积的薄膜样品表面均匀, 表明OTS SAM对钛酸钡薄膜的沉积具有诱导作用; X射线衍射（XRD）与扫描电镜（SEM）表征显示, 空气中600℃下保温2h实现了薄膜由非晶态向四方相BaTiO₃晶态薄膜的转化过程, 制备的钛酸钡薄膜在基板表面呈纳米线状生长, 线长约在500～1000nm之间, 相互连接的晶粒大小约为100nm. 文章同时对自组装单层膜和钛酸钡薄膜的形成机理进行了探讨.     

磁头表面含氟三氯硅烷自组装膜的生长机理

在磁头表面制备了1H,1H,2H,2H-四氢全氟辛烷基三氯硅烷（FOTS）自组装膜,采用X射线光电子能谱仪（XPS）、时间飞行二次离子质谱仪（TOF-SIMS）、接触角测量仪和原子力显微镜（AFM）对FOTS自组装膜进行表征,研究了自组装膜的生长机理．结果表明,FOTS自组装膜的生长经过了亚单层膜的低等覆盖,亚单层膜的中等覆盖、团聚和聚结四个阶段．其中第一层和第二层自组装膜的亚单层膜形态和生长方式不同,第一层的亚单层膜呈岛状,岛的生长是自身向外扩展;第二层的亚单层膜呈簇状,簇通过效量增加来实现生长．超薄完整的单层FOTS自组装膜（膜厚为0．8nm、Ra为0．125nm）能使磁头表面的接触角值增加,疏水性能提高．     

自组装单层膜表面的Bi2Ti2O7薄膜制备与表征

以硝酸铋和钛酸四丁酯为原料,以三氯十八烷基硅烷(OTS)为模板,采用自组装单层膜(self-as-sembled monolayers,SAMs)技术,在玻璃基板上成功制备了Bi2Ti2O7晶态薄膜。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱(EDS)及原子力显微镜(AFM)等测试手段对Bi2Ti2O7薄膜进行了表征。结果表明,以OTS为模板利用自组装技术,经540℃煅烧2h可成功制得立方相Bi2Ti2O7晶态薄膜,且薄膜表面平整光滑,均匀致密。     

四方相BaTiO3薄膜的自组装制备与表征

以(NH₄)₂TiF₆、 Ba(NO₃)₂ 和H₃BO₃为主要原料, 采用自组装单层膜(SAMs)技术, 以三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane, OTS)为模版, 在玻璃基片上制备了四方相钛酸钡晶态薄膜. 改性基板的亲水性测定与原子力显微镜（AFM）测试表明, 紫外光照射使基板由疏水转变为亲水, 能够对OTS-SAM起到修饰作用. 金相显微镜观察结果显示,OTS单分子膜指导沉积的薄膜样品表面均匀, 表明OTSSAM对钛酸钡薄膜的沉积具有诱导作用; X射线衍射（XRD）与扫描电镜（SEM）表征显示, 空气中600℃下保温2h实现了薄膜由非晶态向四方相BaTiO₃晶态薄膜的转化过程, 制备的钛酸钡薄膜在基板表面呈纳米线状生长, 线长约在500～1000nm之间, 相互连接的晶粒大小约为100nm. 文章同时对自组装单层膜和钛酸钡薄膜的形成机理进行了探讨.