热处理对金纳米颗粒超薄膜结构和光电子发射影响的研究
王菲
学位类型硕士
导师高兴宇
2018
学位授予单位中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
关键词金纳米颗粒 超薄膜 光电子发射 烷基硫醇 热处理 两相法
摘要金较高的功函数(4.5~5.2 eV)使得其费米能级远低于真空能级,所以纯金并不是良好的电子发射材料,然而研究表明烷烃键合金纳米颗粒(Au nanoparticle,Au NP)明显提高Au NP薄膜的光电子发射能力。热处理显著影响Au NP薄膜结构、形貌甚至Au NP尺寸,从而影响其光学性质和电学性能,但其对Au NP薄膜光电子发射的影响尚不明确。因此,有必要开展热处理对Au NP薄膜光电子发射影响的研究,进一步理解Au NP薄膜光电子产生和发射机制。本文主要研究内容和结果如下:1.两相法合成尺寸可调和尺寸分布均一的巯基十一酸包裹Au NP(1)采用一步两相法制备巯基十一酸(Mercaptoundecanoic acid,MUA)修饰剂包裹Au NP,研究了修饰剂与金原子的不同配比对Au NP尺寸的影响。结果表明各种尺寸Au NP尺寸分布均一(具有较小的尺寸偏差),呈单分散状态;大部分MUA与Au NP表面形成Au-S而连接;所得Au NP具有面心立方结构。这些高度纯化的Au NP具有活性表面功能团(COOH),在生物传感、自组装、光学和电子器件方面具有潜在应用价值。(2)采用两步两相法制备大尺寸MUA包裹Au NP(>5 nm),并考察其稳定性。2.热处理增强Au NP超薄膜光电子发射的研究通过硅晶片上壳聚糖薄涂层静电吸附平均直径为1.4 nm MUA包裹的Au NP,制备了厚度约为10nm的超薄膜,原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)表明Au NP在薄膜中分布较为均匀且薄膜较平整。进一步采用紫外光电子能谱(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy,UPS)研究了不同热处理温度对超薄膜的二次电子发射能力的影响,结果表明适度的热处理有助于超薄膜二次电子发射强度的提高,尤其是经150℃热处理的薄膜二次电子发射峰强是未处理样品的4倍,更高的热处理温度造成二次电子发射峰强度急剧下降。本文结果有助于推动有机配体包裹Au NP超薄膜在光电子发射材料方面的应用。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/28508
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
王菲. 热处理对金纳米颗粒超薄膜结构和光电子发射影响的研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2018.
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