银铜微纳结构的紫外光化学沉积-修改后.doc

本科毕业设计论文 I 摘要金属微、纳米材料是一类在光学、电学、催化和医药等领域有着广阔应用前景的新型材料,其性能不仅取决于组成单元的尺寸大小,而且也取决于组成单元的形貌,因此控制金属微、纳米粒子的大小和形状是其得以应用的前提。本论文尝试通过设计出一种简单有效的紫外光化学合成方法制备分布均匀并且尺寸、形貌及组成可控的金属微、纳米材料, 寻求探索出一种新的简易的尺寸与形貌可控的金属微、纳米粒子合成路线。论文的主要内容如下: ⑴采用紫外光化学沉积法在 n 型单晶硅上得到了铜晶体,并发现了反应过程中 HF 的作用机制,预测了溶液中 HF 浓度存在两个临界值;提出了形核长大竞争机制及曲率效应;解释了铜晶体形成的各种形貌; ⑵采用紫外光化学沉积法在 n 型单晶硅上沉积了微纳米银颗粒,并得出了沉积银的机理;发现了沉积得到均匀银薄膜的较好反应条件;分析了银形核长大的变化机理过程并较好的预测了最终的形貌。⑶采用紫外光化学沉积法在 n 型单晶硅上沉积了银铜合金, 发现了沉积过程中的置换机制; 设计了四种方案沉积了银铜合金, 在改变比例方案中发现了铜银比例很高的“雾状”薄膜,提出了 HF 的浓度和银铜溶液浓度的比值存在一临界值, 提出了“核桃仁”生长机制;在加入 PVP 方案中,发现了 PVP 在反应过程中的作用及对其它过程的影响;在利用扩散机制的方案中,解释了形成分形度很高形貌的原因;在增大比例方案中,得到了铜银比例更高的“雾状”薄膜并预测了铜元素含量增加的规律;采用现代分形方法对薄膜的分形维数进行了测定。⑷采用简单易行的大气氧化法,在钛板上成功的制备了适宜的二氧化钛薄膜; 采用紫外光化学沉积法在二氧化钛薄膜上成功的制备出了三种不同形貌的微纳米银并探讨了其长大变化过程中的机制。关键词: 紫外光化学沉积,银铜,微纳结构,单晶硅,钛本科毕业设计论文 II ABSTRACT Metal micro-nano structure s have been of great interest for decades because of their potential applications in photonics,electronics,catalysis and other properties of metal structures depend strongly onnot only their sizes,but also their ,it isof interest to develop new synthetic methods that are effective in control of sizes and main goal of this thesis is to synthesi ze metal micro-nano structure sof various morphologies and sizes through UV chemical deposition and probe into the essence of their morphologies and main results of this thesis are outlined as follows : ⑴ We have obtained crystals of copper on n-type silicon by UV chemical deposition , found the reaction mechanism of the process of HF and predict ed the concentration of two critical values in solution. We proposed nucleation and growth mechanism petition , the curvature effect and explained the formation of copper crystals of various shape s.⑵ We have obtained micro-nano structure of silver particles on n-type silicon by UV chemical deposition. We obtained the mechanism of silver deposition and found the better conditions to acquire uniform silver film analyzed the ch