硅油液體基片在Ar等離子體中的穩(wěn)定性研究.pdf

1、薄膜材料和超細納米顆粒材料由于獨特的電、光、力性能,一直得到人們的高度關(guān)注。通常,人們采用各種固體表面作為沉積薄膜或納米顆粒的基底,近年來使用聚合物軟基底來沉積、生長各種薄膜或納米顆粒,引起了人們極大的興趣。例如,為了獲得顆粒尺寸可控的、干凈且沒有副產(chǎn)品的納米顆粒,人們采用低蒸汽壓聚合物軟基底表面來生長金屬納米顆粒。目前,硅油和離子液體被用作聚合物軟基底,而在硅油或離子液體軟基底上沉積的薄膜或納米顆粒主要有Fe、Ag、Au等納米顆粒和F

2、e薄膜。人們發(fā)現(xiàn)在軟基底沉積薄膜或納米顆粒時,會形成各種分形結(jié)構(gòu),例如Ag納米顆粒的分形凝聚體和Fe的圓盤凝聚結(jié)構(gòu),由于不同的顆粒凝聚行為可能導致材料性能的差異,因此,控制顆粒凝聚行為對納米顆粒的制備非常重要。目前人們將不同的凝聚行為主要歸結(jié)為實驗參數(shù)的差異,極少考慮軟基底表面狀態(tài)的影響。
　　 在液體表面,納米顆粒的形成是粒子作二維隨機遷移運動的結(jié)果,由于粒子二維隨機遷移運動的均方位移<△r2>為<△r2>=4kTF1Δt,因

3、此,納米顆粒在液體表面的凝聚取決于溫度、摩擦系數(shù)和時間。當硅油和離子液體聚合物軟基底置于等離子體中時,硅油將不可避免地受到等離子體的作用,包括高能離子對硅油液體表面的轟擊作用、可能發(fā)生的等離子體與硅油液體表面之間的反應(yīng)作用。這些作用可能導致硅油液體表面溫度的波動和硅油液體結(jié)構(gòu)的變化,從而影響硅油表面納米顆粒的形成結(jié)構(gòu),因此,當硅油液體暴露在等離子體中時,硅油液體的穩(wěn)定性是影響納米顆粒形成的一個非常重要的因素。
　　 本文以硅油液

4、體暴露在Ar等離子體中時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究為目標,采用雙頻電容耦合等離子體技術(shù),通過改變高頻功率以改變等離子體密度、改變低頻功率以改變離子轟擊能量,研究了硅油液體基底在等離子體作用下的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。結(jié)果表明,在高能Ar離子作用下的硅油出現(xiàn)的分形凝聚體是由于硅油中鏈狀Si-O鍵轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀Si-O鍵,從硅油中激發(fā)出來的基團進入Ar等離子體中成為一個反應(yīng)的環(huán)境。所以硅油液體基片的結(jié)構(gòu)演變和等離子體中反應(yīng)基團是可能影響納米粒子的聚合和結(jié)構(gòu)成份的因素。