本文關鍵詞：硅油表面鋁納米結構的生長機理及特性研究

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【摘要】：納米結構的制備、表征與應用是當前納米科技的重要研究內(nèi)容。迄今為止,對生長在固相基底表面的納米結構的研究已經(jīng)較為成熟,液相基底表面制備納米機構則是一個較新的研究方向。由于液相基底獨特的性質(zhì)：納米結構與液相基底分子之間的切向相互作用力十分微弱；納米結構的擴散系數(shù)較固相基底表面大；無晶格導致的各向同性。使得液相基底表面的納米結構具有獨特的形成機理、微觀結構和性質(zhì)。迄今為止,此方向的研究方法尚不完善,還有諸多問題有待解決,例如：納米結構的形成過程及其微結構演化的實時測量等。本論文采用真空熱蒸發(fā)方法,在硅油表面制備了鋁(Al)納米結構。將Al納米結構轉(zhuǎn)移至固相基底表面后,利用原子力顯微鏡表征其形貌與微觀結構,較為系統(tǒng)地研究了沉積名義厚度以及液相基底溫度對Al納米結構的生長機理、表面形貌、微觀結構等的影響。研究結果顯示：硅油表面Al納米結構的生長滿足“二階段生長模型”,其凝聚模式與金、銀等金屬不同,在硅油表面呈現(xiàn)二維凝聚。此二維凝聚模式為研究Al納米顆粒的密度演化提供了方便。實驗表明：在相同的基底溫度下,隨著沉積名義厚度從0.02 nm增加到0.18 nm, Al納米顆粒的直徑和高度的分布變化不大,分別處于30±10 nm和2.5±1.2nm范圍內(nèi),而覆蓋率則呈現(xiàn)出振蕩、非線性增加的趨勢,由20%逐漸增加到80%,說明此過程中,Al納米顆�？赡馨l(fā)生了“致密化”。在相同沉積名義厚度下,通過調(diào)控基底溫度來研究不同基底溫度下Al納米結構的生長與演化過程。隨著基底溫度從293 K增加到393 K,Al納米結構逐漸由分枝狀的凝聚體轉(zhuǎn)變成分立的納米顆粒。納米顆粒的平均直徑由13nm增加到28nm,平均高度由2.3 nm增加到7.6nm,其形狀逐漸由扁平圓盤狀演化成橢球狀。其生長機理可由一個二維擴散—合并模型來解釋。全文各章節(jié)的內(nèi)容安排如下：第一章：首先,介紹了各類納米結構的制備方法、表征手段和應用前景；然后,回顧了液相基底表面制備納米結構的研究工作；最后,簡述本文的研究內(nèi)容和意義。第二章：利用原子力顯微鏡,系統(tǒng)地研究了Al納米結構的形貌與結構隨沉積名義厚度的演化過程,并由覆蓋率的變化推斷Al納米結構的密度演化。第三章：通過改變液相基底的溫度,研究了不同溫度下Al納米結構的演化過程。根據(jù)實驗結果,建立了一個二維擴散—合并模型,一定程度上解釋了Al納米顆粒的尺寸隨基底溫度升高而增加的實驗現(xiàn)象。第四章：利用動力學標度分析方法研究了Al納米結構的表面粗糙平滑機制,并對其生長模式進行了分析。第五章：總結本文的主要結果及尚存在的問題,并對今后的工作提出了建議和展望。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O614.31

【參考文獻】

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本文編號：1157633