自組裝功能膜誘導(dǎo)合成納米二氧化錫晶態(tài)薄膜的研究.pdf

1、該文研究了一種低溫水溶液中制備納米晶態(tài)薄膜材料的新的合成方法.將仿生合成技術(shù)與液相沉積技術(shù)相結(jié)合,在80°C下,利用基底表面的功能化自組裝膜層對(duì)前驅(qū)體溶液的誘導(dǎo)作用,在單晶硅或玻璃基底表面制備出與基底結(jié)合緊密、結(jié)構(gòu)致密均一、厚度可控的二氧化錫納米晶態(tài)薄膜.首先對(duì)3-巰丙基三甲氧基硅烷(MPS)在帶有羥基的基底表面自組裝成膜過(guò)程進(jìn)行了研究.利用X-光電子能譜儀、接觸角分析儀、原子力顯微鏡考察了不同MPS溶液濃度和不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)于自組裝膜層

2、生長(zhǎng)過(guò)程的影響.結(jié)果表明,溶液濃度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)于自組裝膜層的生長(zhǎng)影響顯著.較低的溶液濃度和適宜的反應(yīng)時(shí)間有利于MPS分子在羥基化表面形成排列規(guī)則、結(jié)合緊密的自組裝膜層.為了得到帶有磺酸根頭基的硅烷分子膜層,利用醋酸與雙氧水混合溶液對(duì)膜層的表面巰基進(jìn)行了原位氧化.接觸角及XPS測(cè)試結(jié)果表明,該方法能夠保證表面巰基完全氧化.利用這種帶有磺酸根功能頭基的短鏈硅烷自組裝膜層的誘導(dǎo)作用,首次從水溶液中沉積出具有納米晶體結(jié)構(gòu)的二氧化錫薄膜.利用X射

3、線衍射儀、X-光電子能譜儀、掃描電鏡等對(duì)二氧化錫膜層的結(jié)構(gòu)、相組成和表面形貌進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)這種從較低溫度下的四氯化錫水溶液中沉積的二氧化錫薄膜具有金紅石型晶體結(jié)構(gòu),且膜層結(jié)構(gòu)致密均一,與基底表面結(jié)合力強(qiáng),平均生長(zhǎng)速度為4 nm/h.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了有機(jī)自組裝膜層對(duì)于二氧化錫薄膜的成核和生長(zhǎng)具有明顯的誘導(dǎo)作用,促進(jìn)前驅(qū)體溶液在基底表面異相成核和沉積.該實(shí)驗(yàn)制備的二氧化錫薄膜具有良好的半導(dǎo)體阻溫特性以及可見光透過(guò)率,可望用于氣敏元件和太陽(yáng)能