Au原子在H-Si（001）表面扩散的研究

本文用第一原理总能理论研究了金属Au在H-Si(001)表面的吸附与扩散。计算表明,Au原子的吸附不能打破Si二聚体键,其稳定吸附位置处于一个Si二聚体的中部;同时还给出了Au原子处于其它位置时的能量以及相对于Si(001)表面的高度,分析了Au原子在H-Si(001)表面的可能扩散路径。     

PDMS表面形貌调控Au/PDMS褶皱图案的实验

采用超精密车削技术来调控Au/PDMS双层结构形成规则有序的锯齿状褶皱图案.以超精密车削技术在铝合金样品表面上加工的条纹图形,经复制模铸得到了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底表面上的反相结构.用离子溅射方法在PDMS基底表面沉积一层20-50 nm厚的Au膜,在冷却过程中Au/PDMS褶皱图案与基底形貌相互作用,从而成功地调控出规则有序、波长可控的锯齿状褶皱图案.经实验分析,PDMS基底形貌与褶皱图案之间的耦合作用是形成锯齿状褶皱的主要原因.     

金的氰化物在白云母表面的吸附研究

针对浸金过程中白云母与金的氰化物的吸附现象,采用实验与量子化学计算相结合的方法进行研究.在不同搅拌时间条件下,搅拌吸附实验证明金的氰化物与白云母表面均能发生吸附,最大吸附率和单位吸附量分别为8.07％和0.019 mg/g.利用Materials Studio软件中基于密度泛函理论的CASTEP模块进行量子化学计算,计算金的氰化物在白云母(001)表面的吸附,得到白云母最佳结构优化参数为密度泛函GGA-PBESOL,k点为6×3×1,截断能为360 eV;确定白云母的原子层厚度为3.8188 nm,真空层厚度为1.6 nm.模拟计算表明,金的氰化物在白云母表面的吸附能分别为-134.63 kJ/mol、-185.28 kJ/mol,两种离子均能吸附在白云母(001)表面.Mulliken布居分析表明,金的氰化物中的N原子电子转换到白云母表面Si原子上,N原子与Si原子成键,且成键作用较强.     

利用STM直接观察红荧烯薄膜中的质量密度波

在异质外延薄膜的生长中,应力对薄膜的结构和形貌起着至关重要的作用.理论研究表明,在非公度的薄膜中,应力可以通过形成质量密度波(MDW,Mass Density Wave)的形式释放出来.但是,迄今为止还没有直接的证据证明质量密度波的存在.本文我们用扫描隧道显微镜(STM,Scanning Tunnelling Microscopy)在Bi(001)表面形成的单层红荧烯薄膜中,直接观察到了质量密度波.其表现形式为表面高度有微小的正弦波动,并且分子取向发生周期性畸变.此外,我们还指出质量密度波的形成是由于红荧烯单层膜相对Bi衬底的晶格转动所导致的,由于转动方向不同,质量密度波会呈现出条形或之字形两种不同形状的条纹.     

Au/Si扭转界面能各向异性研究

采用改进型嵌入原子法(modifiedembedded atom method,MEAM),计算了(001)Au/(111)Si、(011)Au/(111)Si、(111)Au/(111)Si、(001)Au/(001)Si、(011)Au/(001)Si、(111)Au/(001)Si六个扭转界面的界面能.结果表明,不论是对于(111)Si还是(001)Si基底,相同基底的界面均按照(111)Au/Si、(001)Au/Si、(011)Au/Si顺序依次增加;从界面能的最小化考虑,Au在(111)Si或(001)Si基底上的外延生长,Au(111)面为择优晶面,择优扭转角分别为θ=2.68°和θ=2.42°.     

Au纳米晶在单晶硅(110)表面上的分形生长

利用水溶液法制备了Au纳米粒子水溶胶, 透射电镜观察, Au纳米粒子的平均粒径 为29 nm. 将此溶胶滴至干净的单晶硅(110)表面上, Au纳米粒子自组装形成分形结构. 通 过控制温度, 所得的分形结构表现出不同的形貌特点. 利用光学显微镜观察Au纳米粒子 的聚集分形生长过程, 用原子力显微镜对分形结构的表面形貌进行表征, 讨论了分形生 长机理.     

Au(Cu、Ag)／SiO_2纳米薄膜的制备及其微观结构表征

用多靶磁控溅射技术制备了不同形貌的Au(Ag、Cu)纳米颗粒分散SiO2薄膜。利用透射电镜对Au／SiO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征。结果表明通过调控金属颗粒的沉积时间和靶材的溅射频率可以制备不同形貌金属颗粒ISi02单层薄膜。单层Au／SiO2薄膜中Au沉积时问为5s时,Au颗粒为圆形,当沉积时间为10s时,Au颗粒连接成网络状结构;单层AgiSi02薄膜中,Ag靶的射频功率为150W时,颗粒形状接近圆形,Ag靶的射频功率为100W时,Ag颗粒几乎密集在一起,形成膜状结构:单层Cudsi02薄膜中Cu的沉积时间为10s时,Cu颗粒形成网络状结构,Cu的沉积时问为20s时,形成的是Cu膜。     

巯基苯胺分子膜电压记忆特性研究

利用扫描隧道显微镜(STM)在不同偏压下对组装在金表面的巯基苯胺分子膜进行研究,结果发现在不同偏压下,巯基苯胺分子膜表现出不同的形貌特征,同时这种形貌对偏压的变化具有可逆性,在高偏压下巯基苯胺分子膜的形貌变化特征能够在低偏压扫描下继续保留,说明这种高偏压下的形貌特征具有一定的记忆特性.这种现象可能来自于巯基苯胺分子在金表面的吸附状态受到外加电场改变所致.     

青铜表面膜的红外光谱和原子力显微镜分析

用红外反射光谱(FTIR)研究青铜在含有AMT的ACN水溶液(pH=2．2)中形成的膜，发现在青铜表面上只形成CU(I)AMT络合物膜。并用原子力显微镜(AFM)观察其膜的微观形貌，结果表明：膜是致密平整的，且膜厚约为10nm左右，是非电子导体膜。     

二甲基甲酰胺中镁钴合金的电沉积

研究了二甲基甲酰胺溶液中Mg (Ⅱ )和Co (Ⅱ )在Pt和Cu电极上的电化学行为 ;用恒电位法沉积出有金属光泽、致密、附着力好的Mg_Co合金膜 ,并用EDAX分析Mg_Co合金膜组成 ,其Mg的质量分数可达到18 73% ,用扫描电子显微镜 (SEM)分析膜表面形貌 ,用X_射线衍射仪分析合金膜的形态为非晶态     

磁控溅射WOx电致变色薄膜的结构

采用直流反应磁控溅射工艺,以纯钨靶为靶材在ITO玻璃上制备电致变色WOx薄膜,运用XRD衍射方法和扫描隧道显微镜(STM)测试手段对薄膜的晶体结构和微观表面形貌进行了分析,探讨了WOx薄膜的电致变色性能和微观结构之间的关系.实验分析结果发现:磁控溅射得到的WOx薄膜主要是非晶态的,而其在着色状态和退色状态下亦呈非晶特性;电致变色反应使薄膜的颜色发生了可逆变化,必然地也使结构发生了可逆变化.Li 的进出,虽然没有使组成WOx的基本结构发生大的变化,但其微观表面形貌发生较大差异,因为原子团簇的堆积方式向较规则的低能态堆积方式转变.     

发光隧道结表面粗糙度的隧道显微镜研究

本文报道用扫描隧道显微镜(STM)在空气中观测淀积在1000A厚的CaF_2薄膜上的Al-Al_2O_3-Au在发光隧道结表面的研究成果。在观测中我们首次发现结表面的CaF_2薄膜呈现出横向相关长度分别为300-700A和30-50A的两种粗糙度;横向相关长度小的粗糙度被横向相关长度大的所调制。这种横向相关长度为30-50A的表面粗糙度的存在与Laks和Mills的表面随机粗糙隧道结发光理论的预期值一致。     

利用LB技术获得金纳米粒子二维结构

首先制备镉离子的LB单层膜,将硫化氢气体通人LB膜,并与之反应生成硫化镉纳米微粒,再与氯金酸发生氧化还原反应,形成金纳米粒子二维结构．AFM表征显示,所生成的金纳米粒子是单层结构,粒径为10nm左右,XPS结果表明,硫化镉与氯金酸反应生成单质金的二维纳米结构．     

表面修饰的金纳米粒子的制作及表征

通过硼氢化钠NaBH4还原金氯酸HAuCl4，成功地制作了羧酸酯表面修饰的金纳米粒子，并用丁二酸硫醇作为硫醇配体稳定剂，抑制了纳米粒子的进一步生长，这种方法有效地把粒径控制在纳米范围内并且粒径分布范围小，只需通过一次反应就可大量地制得1－20nm、具有量子效应的纳米料，用X射线衍射仪、透射式电子显微镜和隧道扫描显微镜对这些粒子进行了检测，证实了大量的粒子都是面心立方结构，硫醇配体在金粒子在表面由化学吸附形成一层单分子膜，隧道扫描显微镜观察到了这一层单分子膜。     

扫描隧道显微镜对氧化铁薄膜的观察

采用在溅射过程中加水蒸气的方法制备四氧化三铁Fe_3O_4薄膜。由扫描隧道显微镜(STM)对薄膜的表面形貌进行了观察。形貌随溅射时水蒸气的加入量不同而明显变化。小范围扫描首次清晰地显示出尖晶石(111)面,即结晶的择优取向。     

电化学沉积Rh制备紫外拉曼活性基底

Rh在紫外激发区间有着较强的表面增加拉曼散射(SERS).用循环伏安法研究了RhCl3溶液中Rh3 在Au电极上的电化学还原行为,用恒电位阶跃法在Au基底上制备了Rh沉积层,并用场发射扫描电子显微镜、能谱及电化学方法对得到的沉积层进行了表征.结果表明,在所选择的电位下用电沉积方法能够在金表面得到均匀的Rh沉积层,该沉积层保持了金属Rh原有的电化学特性.采用电化学方法通过先粗糙Au电极再沉积Rh的策略,可以制备粗糙的Rh表面作为紫外SERS基底.拉曼光谱实验表明,以吡啶为探针分子,该基底具有很好紫外SERS活性.     

Electron field emission from nano-crystalline Si films deposited by inductively coupled plasma CVD at room temperature

ELECTRON FIELD EMISSION IS ONE OF THE INTERESTING PER- FORMANCES OF NANO-SCALE MATERIALS [1-3]. CARBON NANO- TUBES HAVE BEEN DEMONSTRATED TO BE THE MOST FASCINAT- ING MATERIAL OF ELECTRON FIELD EMISSION, BUT THEIR INSTA- BILITY OF EMISSION DUE TO THE AGING EFFECT LIMITS THEIR APPLICATION IN VACUUM ELECTRONICS [4]. SI TIPS HAVE MORE FAVORITE GEOMETRIC FEATURE AND MORE STABLE C…     

Determination of surface topography of biological specimens at high resolution by scanning tunnelling microscopy

Although techniques are available for the determination of the three-dimensional structure of biological specimens, for example scanning electron microscopy, they all have some serious drawback, such as low resolution, the requirement for crystals or for the sample to be analysed in a high vacuum. In an attempt to develop a technique for high-resolution three-dimensional structure analysis of non-crystalline biological material, we have tested the applicability of scanning tunnelling microscopy (STM), a method that has been used successfully in the analysis of metal and semiconductor surface structures. We report here that scanning tunnelling electron microscopy can be used to determine the surface topography of biological specimens at atmospheric pressure and room temperature, giving a vertical resolution of the order of 1 A. Our results show that quantum mechanical tunnelling of electrons through biological material is possible provided that the specimen is deposited on a conducting surface.     

Controllable fabrication of Au micro/nanostructures on self-doped polyaniline nanofibers via electrochemical deposition and its application for DNA immobilization

Four electrochemical methods, cyclic voltammetric deposition, potentiostatic electrodeposition, multi-potential step electrodeposition and three-step electrodeposition, were used to fabricate Au micro/nanostructures on self-doped polyaniline nanofibers-coated glassy carbon electrodes (Au/nanoSPAN/GCEs). The Au micro/nanostructures deposited on the nanoSPAN-modified electrodes were shown by scanning electron microscopy to exhibit different morphologies, such as Au nanoparticle clusters, monodisperse nanoparticles and homogeneously dispersed flower-like microparticles, depending on the deposition method. This phenomenon demonstrates that control over the morphology of Au metal can be easily achieved by adjusting the electrodeposition method. The electrochemical behaviors of the Au/nanoSPAN/GCEs also varied with above four methods, which were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. In comparison with Au nanoparticle clusters and monodisperse Au nanoparticles, homogeneously dispersed flower-like Au microparticles had the largest surface area and obviously enhanced electrochemical response towards the redox reactions of [Fe(CN)₆]^3?/4? on the modified electrode. DNA immobilization on the Au/nanoSPAN/GCEs was investigated by differential pulse voltammetry using [Fe(CN)₆]^3?/4? as an indicator. The efficiency of DNA immobilization was inherently related to their different Au micro/nanostructure morphologies. The Au/nano-SPAN/GCE fabricated by three-step electrodeposition showed the largest capacity for immobilization of single stranded DNA, which makes it a promising DNA biosensor.     

Scanning tunnelling microscopy of Z-DNA

Scanning tunnelling microscopy (STM) has been used to map the surface topography of inorganic materials at the atomic level, and is potentially one of the most powerful techniques for probing biomolecular structure. Recent STM studies of calf thymus DNA and poly(rA).poly(rU) have shown that the helical pitch and periodic alternation of major and minor grooves can be visualized and reliably measured. Here we present the first STM images of poly(dG-me5dC).poly(dG-me5dC) in the Z-form. Both the general appearance of the fibres and measurements of helical parameters are in good agreement with models derived from X-ray diffraction.