金納米材料的可控合成及微納結(jié)構(gòu)制備技術(shù)研究.pdf

1、金是一種貴金屬材料，是化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的元素之一，金納米顆粒不僅沿襲了其體相材料的穩(wěn)定性，而且還具有特殊的理化性質(zhì)，如良好的生物兼容性，獨(dú)特的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、電磁效應(yīng)等。因而金納米材料在納米技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，并引發(fā)眾多科研工作者對(duì)之進(jìn)行深入的研究，至今已在催化、微電子、生物傳感、細(xì)胞成像、心臟補(bǔ)丁、光熱治療等研究應(yīng)用領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展。它也為新器件的開(kāi)發(fā)和工程研究提供一個(gè)嶄新的思路。納米材料的可控制備技術(shù)發(fā)展水平

2、在一定程度上反映了微納米技術(shù)的發(fā)展水平。因此研究納米金的制備工藝、形貌控制技術(shù)具有重要意義。本文以金納米維數(shù)、形貌、尺寸可控為研究目標(biāo)，對(duì)可控制備工藝、表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)、異質(zhì)結(jié)組裝的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探索。
　　本文介紹了一種電沉積與交流介電電泳相結(jié)合，電場(chǎng)輔助的，無(wú)模板可控制備工藝。它具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一：整個(gè)制備過(guò)程中無(wú)需催化劑和模板不會(huì)引入外界雜質(zhì)；第二：該方法靈活可控，能夠合成和組裝多種尺寸、均勻良好表面形貌的金納米材料。第

3、三：該方法簡(jiǎn)單可靠，通過(guò)電場(chǎng)輔助可控組裝金納米晶體在目標(biāo)位置或納米芯片電路。文中引入了交流介電電泳電沉積和微納米加工技術(shù)相結(jié)合的工藝可控合成多種形貌的金納米晶體，基于介電電泳理論采用有限元的方法建立數(shù)學(xué)模型研究了電化學(xué)組裝時(shí)各種參數(shù)的影響，提出電壓幅值越大利于生長(zhǎng)連續(xù)的納米線結(jié)構(gòu)，電極尖端的電場(chǎng)平方的梯度決定了生長(zhǎng)點(diǎn)和生長(zhǎng)方向，信號(hào)頻率決定了納米線的表面光滑度和生長(zhǎng)密度。根據(jù)Gouy-Chapman模型，電極和液面的界面在低頻時(shí)有效電壓

4、增大，產(chǎn)生很強(qiáng)的介電電泳力，因此在電極表面有很強(qiáng)的收集能力，從而產(chǎn)生了致密多分叉的納米結(jié)構(gòu)。另外隨著電場(chǎng)平方梯度增大生長(zhǎng)速率非線性的逐漸增大。最后通過(guò)配置生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝的電極獲得了零維金納米顆粒，一維金納米線，二維的致密金納米網(wǎng)，三維珊瑚狀金納米結(jié)構(gòu)，以及以電極為生長(zhǎng)支架的三維金微納米狼牙棒結(jié)構(gòu)。
　　在可控合成的基礎(chǔ)上開(kāi)展了金納米晶體的表面拉曼增強(qiáng)效應(yīng)和一維納米異質(zhì)結(jié)的組裝工藝研究，測(cè)試結(jié)果表明可控合成的