苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215123
贵金属纳米结构表面等离激元共振(SPR)因其广泛的用途而备受关注, 它不仅可以催化某些特殊的表面反应, 同时还能产生表面增强拉曼散射效应(SERS), 极大增强分子的表面拉曼信号, 因此两者结合后可在纳米结构表面采用SERS光谱跟踪SPR催化反应。 目前此类研究主要集中在氮氮(N=N)偶联, 因此亟待拓展SPR反应种类及提高催化活性和效率。 采用SERS光谱研究邻巯基苯甲酸(OMBA)分子在金纳米粒子单层膜(Au MLF)表面的脱羧行为。 通过气液界面组装法制备“热点”分布均匀的金纳米粒子单层膜, 以此作为基底, 探讨了溶液pH值、 激光功率及激光照射时长对该基底表面脱羧反应的影响。 研究结果表明, 吸附在Au MLF表面的OMBA分子在表面等离激元驱动下碱性和中性介质中发生脱羧基反应, 生成苯硫酚(TP), 且碱性中反应活性大于中性溶液。 在酸性介质中几乎不发生脱羧反应。 较强的激光功率, 脱羧反应的活性越高; 产物SERS强度的增加与激光照射时间成线性关系, 时间延长可提高脱羧反应的产率。 这为拓展SPR驱动的光催化反应及深入理解其反应机理提供了实验依据。
表面等离激元共振 表面增强拉曼光谱 催化脱羧 邻巯基苯甲酸 金纳米粒子单层膜 Surface plasmon resonance (SPR) Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) Catalyzed decarboxylation Ortho-mercaptobenzoic acid Au nanoparticles monolayer film 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3153
苏州大学材料与化学化工学部,江苏 苏州 215123
挥发性有机物在自然环境中普遍存在,对人体健康造成显著影响,为此亟待发展高灵敏度的快速识别和检测技术。本文通过制备和优化表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底,实现了强吸附和弱吸附型挥发性有机物的检测。首先利用化学方法合成了粒径约为30 nm的均匀准球形金纳米粒子,该粒子具有SERS效应以及良好的化学稳定性,以该纳米粒子为单元,通过气液两相界面自组装技术制备增强性能好、SERS信号均匀的金纳米粒子单层膜(Au MLF),并以此为SERS基底对挥发性有机物苯硫酚进行了检测。为了实现弱吸附挥发物质的检测,对Au MLF表面进行了修饰,构建了聚二甲基硅氧烷(PDMS)-Au MLF复合基底,实现了苯及二甲苯等弱吸附型挥发性有机物的检测。
金纳米粒子单层膜 挥发性有机物 现场检测 Au monolayer film SERS SERS PDMS PDMS volatile organic compounds in situ detection
1 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室, 吉林 长春 130012
2 长春大学食品工程与园林学院, 吉林 长春 130012
表面增强拉曼光谱(SERS)是一种具有超灵敏检测能力的谱学技术, 可以在单分子水平上检测分子结构的动态变化过程。 烷基硫醇的自组装膜是一类典型的类晶态有序结构薄膜, 在仿生、 材料、 电子和化学等领域有着重要的应用, 越来越受到人们的关注。 本文利用SERS对正己硫醇(hexanethiol, HT)分子在银基底上的吸附和组装过程进行研究, 对HT的拉曼和自组装膜SERS光谱进行了指认。 根据C—S, C—C和CH3键结构的反式和旁式的特征光谱信息, 研究HT吸附在银纳米粒子表面的构象, 以及自组装膜结构的有序性。 研究了吸附时间和浓度两个因素对成膜规律产生的影响。 实验结果表明, 当HT溶液浓度较高时, HT单层膜成膜速率较快, 且有序性较好; 当HT溶液浓度较低时, HT单层膜成膜速率较慢, 且有序性较差。 这一研究结果对成膜动力学以及烷基硫醇的有序单层膜的制备具有重要的指导意义, 为基于烷基硫醇的自组装单层膜在防腐、 器件和生物方面的应用奠定了基础。
正己硫醇 表面增强拉曼光谱 自组装单层膜 银纳米粒子 1-Hexanethiol (HT) Surface-enhanced Raman scattering (SERS) Self-assembled monolayer (SAM) Ag nanoparticle 光谱学与光谱分析
2017, 37(4): 1130
同济大学 物理科学与工程学院 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
反应溅射是降低薄膜表面和界面粗糙度的有效手段。为了研究反应溅射过程中氮气(N2)含量对所制备的Ni、Ti单层膜成膜特性的作用机制,利用掺氮气的反应直流磁控溅射方法制备了Ni和Ti的单层膜样品。首先,采用X射线光电子能谱(XPS)方法测量了Ni和Ti单层膜样品的组分。其次,基于样品的组分测量结果,结合X射线掠入射反射(XRR)方法对样品的厚度和表面粗糙度进行了测量与分析。实验结果表明,随着反应溅射中氮含量的增大,Ti膜的沉积速率呈现快速降低后迅速趋于缓慢变化的趋势,而Ni膜的沉积速率几乎没有变化,Ni膜和Ti膜的表面粗糙度都呈现先减小再增大的趋势,且在氮的含量为8%的条件下,表面粗糙度达到最小值。
单层膜 反应溅射 组分 粗糙度 monolayer reactive sputtering contamination roughness
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
解决铜铜键合工艺中的铜氧化问题对于三维集成技术具有重要意义。选用1-己硫醇做临时钝化剂, 通过自组装形式形成单层膜附着于铜表面, 以防止铜在存放时与空气接触而发生氧化, 键合前再使用乙醇等有机溶剂去除该单层膜。为了评估1-己硫醇的钝化效果, 采用接触角作为主要指标对实验结果进行评价。研究表明, 样片表面经过1-己硫醇处理后, 接触角极大增加, 并在空气中长时间保持稳定, 说明1-己硫醇具有良好的钝化效果, 采用此方法得到了高质量的铜铜热压键合样片。
铜铜键合 1-己硫醇 自组装单层膜 钝化 接触角 Cu-Cu bonding 1-hexanethiol self-assembled monolayer passivation contact angle
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
将分子自组装单层膜技术应用于铁电液晶取向, 结合传统摩擦技术制备了非对称取向的铁电液晶器件。采用在液晶相变过程中不施加电场的简易制备方法, 获得了铁电液晶的均一排列。且对比实验表明, 自组装膜末端基团极性越大, 器件对比度越高。通过分子模拟和排列机理分析认为自组装膜极性端基的引入, 基板附近处液晶分子偶极和自组装膜端基基团相互作用, 导致自组装取向层和摩擦取向层表面处铁电液晶分子的偶极指向一致性, 通过器件表面-内部液晶分子排列的诱导作用, 从而实现了铁电液晶器件的单畴无缺陷排列。
铁电液晶 自组装单层膜 非对称 单畴 ferroelectric liquid crystal self-assembled monolayer hybrid mono-domain
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
采用小光斑激光预处理扫描SiO2单层膜，利用激光损伤阈值的光斑效应对预处理前后SiO2单层膜中缺陷的影响进行分析，并引入缺陷阈值和缺陷密度来表征薄膜中引起损伤的缺陷。研究表明，激光预处理可以使SiO2单层膜在采用最大光斑条件下的损伤阈值提高1.6倍左右，并且激光预处理可清除薄膜中低阈值的缺陷。
薄膜 激光预处理 SiO2单层膜 光斑效应 缺陷
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The influence of laser conditioning on defects of HfO2 monolayer films prepared by electron beam evaporation (EBE) is investigated utilizing the spot-size effect of the laser-induced damage. It is found that the laser-induced damage threshold of HfO2 monolayer films can be increased by a factor of 1.3-1.6. It is also found that the defects with low threshold can be removed by laser conditioning and defects with higher threshold may be removed partially.
激光预处理 缺陷 单层膜 光斑效应 激光诱导损伤阈值 140.3330 Laser damage 310.6870 Thin films, other properties Chinese Optics Letters
2010, 8(6): 615
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院,北京100039
采用极性自组装单层膜和摩擦的方法制备了非对称的液晶盒。在铁电液晶相变的过程中不施加电场,得到了排列均一的铁电液晶器件。实验表明:极性自组装单层膜极性越大器件的对比度越高。经过分析得出该器件液晶分子取向机理为:基板附近的铁电液晶通过偶极和极性自组装膜的作用,使得靠近自组装膜表面处的偶极和靠近摩擦表面的偶极的指向相同,通过分子的相互作用使得体内分子排列方向一致。
铁电液晶 自组装单层膜 单畴 ferroelectric liquid crystal self-assembled monolayer mono-domain
Author Affiliations
Abstract
Institute of Precision Optical Engineering, Physics Department, Tongji University, Shanghai 200092, ChinaE-mail: wangzs@tongji.edu.cn
The X-ray Kirkpatrick-Baez (KB) imaging experiment with single layer is implemented. Based on the astigmatism aberration and residual geometric aberration of a single mirror, a KB system with 16X mean magnification and approximately 0.45\circ razing incidence angle is designed. The mirrors are deposited with an Ir layer of 20-nm thickness. Au grids backlit by X-ray tube of 8 keV are imaged via the KB system on scintillator charge-coupled device (CCD). In the \pm80 \mum field, resolutions of less than 5 \mum are measured. The result is in good agreement with the simulated imaging.
X射线 Kirkpatrick-Baez成像 单层膜 340.7440 X-ray imaging 340.7460 X-ray microscopy 340.7470 X-ray mirrors 310.6845 Thin film devices and applications Chinese Optics Letters
2009, 7(5): 05452
