【摘要】：目前,Au薄膜在固態(tài)圖形化基底表面去濕生長Au納米顆粒陣列在實(shí)驗(yàn)和理論方面都得到了許多有意義的研究結(jié)果。但獲到顆粒尺寸均勻、顆粒間隔合適、顆粒分布有序的高質(zhì)量Au納米顆粒陣列所需的條件并沒有得到很好的研究。Au薄膜在固態(tài)基底表面的去濕動力學(xué)過程是非常復(fù)雜的,Au納米陣列的生長不僅與溫度有關(guān),還與基底的種類有關(guān)。近年來,探討影響Au納米顆粒陣列生長的因素是納米材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。本文采用分子動力學(xué)方法研究了基底和溫度對Au液態(tài)薄膜在固態(tài)圖形化基底表面去濕生長金屬納米陣列的影響。通過基底表面構(gòu)建不同的圖形陣列,探討Au納米薄膜在固態(tài)圖形化基底表面的去濕動力學(xué)過程以及Au納米顆粒陣列的生長與圖形化基底的依賴關(guān)系。在類石墨烯基底中構(gòu)造兩類原子(C1和C2),并引入基底原子與Au原子之間兩種不同的相互作用勢。我們的模擬顯示在生長納米陣列過程中,基底參數(shù)R和D對去濕過程有顯著不同的影響。當(dāng)D固定時,納米陣列的有序度先增加到最大值后減小。當(dāng)R固定時,隨著D增加到一個飽和值過程中,納米陣列的有序度單調(diào)增加。有趣的是,在Au薄膜的去濕過程中出現(xiàn)了類似“迷宮”的結(jié)構(gòu)。模擬結(jié)果還表明溫度是控制納米陣列特性的一個重要因素。合適的溫度可以產(chǎn)生顆粒尺寸均勻和分布有序的最優(yōu)化納米顆粒陣列。此外,我們還探究了條形基底對Au納米顆粒陣列的影響,隨著L/D增大,Au納米顆粒的數(shù)目先減少后增加。Au納米顆粒分布在C1區(qū)域內(nèi),當(dāng)L/D較大時Au納米顆粒數(shù)目逐漸增加,同時納米顆粒尺寸變得均勻,顆粒沿條帶方向長度逐漸減小。這些結(jié)果對理解在固態(tài)圖形化基底表面去濕生長高度有序的金屬納米陣列具有重要的意義,而且對于等離子體、磁記憶、DNA檢測以及納米線和納米纖維的催化生長等方面具有重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

當(dāng)５＞０（即：時，薄膜在基底表面是熱力學(xué)穩(wěn)定的，它在基底表面逡逑是潤濕的。當(dāng)私０邋（ｇ卩：冷＜／Ｆ－冷／Ｆ）時，薄膜在基底表面是熱力學(xué)不定的，逡逑它在基底表面是不潤濕的，趨向于去濕形成液滴（圖１．１）。逡逑Ｆｉｌｍ邋Ｉ＇ｅｌｒｅｉｉｌｉｉｉｇ逡逑＇邐：邋７ｌ逡逑（ｂ）逡逑—ｍｓ—ｉ邋—ＩＭｉｉｌｌＲＲｌ邋ｒ邐ｉ邋，邐？逡逑，，；邋．逡逑圖１．１邋（ａ）如果Ｓ＜０時，在基底上薄膜去濕過程中，去濕現(xiàn)象開始的原理圖。（６）連續(xù)的薄逡逑膜去濕導(dǎo)致產(chǎn)生液滴過程的總結(jié)原理圖。逡逑一般的液態(tài)薄膜破裂形成顆粒的去濕現(xiàn)象經(jīng)過三種機(jī)制中的一種［１６＝２３］：邋（１）逡逑不均勻成核（它是由在薄膜表面或在薄膜－基底界面缺陷催化形成的），（２）均勻逡逑成核（由于熱密度引起的，充當(dāng)洞形成的核）（３）旋節(jié)線去濕（由增加薄膜厚度逡逑波動周期決定的）。然而，涉及薄膜在基底表面的去濕過程的步驟一般可以概括逡逑２逡逑

面基底表面去濕。例如，在Ｓｉ０２表面的Ａｖｉ薄膜涉及的能量是沙＝％ａ＝１．５４Ｊｎｒ２，逡逑＾＝／＿＝0．３０Ｊｍ＿２，；）＾＝／＆．0２＾？＝１．４８了１１＾２［２４］。預(yù)期的接觸角是知－１４０°邋和我們逡逑觀察實(shí)驗(yàn)上（圖１．２）在Ｓｉ０２表面的Ａｕ液滴一樣。在圖１．２中顯示的是交叉視逡逑３逡逑

逡逑辨的。例如，圖１．３顯示一系列掃描電子顯微鏡圖像去顯示４０ｎｍ厚度Ａｇ放在逡逑云母表面在各種各樣的溫度和時間加熱去突出去濕過程的各個階段。逡逑３００邋°Ｃ－Ｉ５邋ｍｉｎ邋５０（１邋°Ｃ邋－７５邋ｍｉｎ邋４ｍ）０Ｃ－７５ｎｉｉｎ邐５００邋°Ｃ－１１５邋ｍｉｎ逡逑＾邋－邋３，邋：１：；：－：逡逑灥佭逡逑邐邐邐２邋ｆｉｉｆｉ逡逑圖１．３掃描電子顯微鏡圖像顯示熱處理在云母上４０ｎｍ厚度的Ａｇ薄膜的一系列去濕過逡逑程：（0）邋３００°Ｃ，邋１５ｍｉｎ：洞形成；（Ｚ０邋３００°Ｃ，邋７５ｍｉｎ：洞以不規(guī)則形態(tài)生長；（ｃ）邋４００°Ｃ，逡逑７５ｍｉｎ：洞合并并且形成納米線；（Ｇ0邋５００°Ｃ，邐１１５ｍｉｎ：納米顆粒形成（ｅ）是（ＺＯ的逡逑放大；（／）是（ｅ）的洞不規(guī)則形態(tài)高亮放大。逡逑Ｂｍ邋ｕｗｍ逡逑“：v徨義希停粒櫻櫻媯簦希族義賢跡保村澹ǎ幔┰冢櫻殄澹ǎ保埃埃┲杏悶槳逵∷ⅲШ涂淌戳戲椒ㄖ頻玫牡菇鹱炙叫握罅繡義匣椎納璧繾油枷瘢ū壤擼海玻埃埃睿恚＃ǎ冢懊懇桓隹永鎘幸桓觶粒蹩帕５撓行蛘罅�，辶x希保罰擔(dān)睿碇芷詰惱教ɑ咨希玻保睿硨穸鵲謀∧ぃū壤擼海擔(dān)埃斑齲＃ǎ悖┖停ǎ叮┦淺粱義咸謀∧ね枷�；（ｃ）厚秳駭棠箽垈巍膜钡a嬖誑穎咴檔那剩遙岷馱詰沽⒍サ愕那剩遙狻ｅ義嫌捎讜喲櫻晾┥⒌劍攏∧さ木植殼是饗蠐詡跎伲唬祝┰諢妝礱娉粱謀∧さ膩義轄峋Х較虻耐枷�。箭头仲x雒懇桓隹帕５模ǎ保保保┓較頡Ｔ諶攘蹋誑憂教逯猩懾義峽帕�，峨s諂降幕撞帕１曜嫉姆ㄏ擼ǎ保埃埃ｅ義希靛義

本文編號：2768613