刘丽虹-静电自组装薄膜材料.ppt.ppt

Contents 一、研究背景 一、研究背景 二、原理部分 二、原理部分 三、实验部分 四、结果与讨论 四、结果与讨论 四、结果与讨论 四、结果与讨论 四、结果与讨论 * 静电自组装薄膜材料 的合成和研究 答辩人：刘丽虹 指导老师：王科志教授 四、结果与讨论 三、实验部分 二、原理部分 一、研究背景 当今高科技的发展，要求计算机的运算速度越来越快，计算机基础器件的大规模集成度越来越高,元件尺寸越来越小。 而传统硅器件的微米尺寸已接进器件的下限尺寸 加之纳米尺寸电子器件由于不存在热力学和量子力学的障碍，将增加信号处理速度，降低能量消耗.因此, 纳米级器件，尤其基于纳米级超薄有序膜的分子器件的研究已成为世界科技大国重点投资的高技术领域。 因此，纳米尺寸厚度的超薄膜在分子电子学、生物传感器、非线性光学器件和发光二极管等方面有着潜在的应用前景。 有机-无机杂化材料的超薄膜不仅兼具有机材料结构多变，易于裁剪的特点，而且引入了金属配合物的光、磁、电和热等性质。而且由于组分间可能发生的电子转移和能量转移，可能导致预想不到的诱人的功能。 静电自组装膜： 带相反电荷的物质通过静电相互作用在基片上交替沉积形成的超薄膜 本实验选用具有二阶非线性光学性质的双偶极半菁阳离子(其结构式如图1)代替聚阳离子和磷钨酸 H3PW12O40中的杂多阴离子代替聚阴离子制备静电自组装膜。 图1 双偶极半菁染料结构式 半菁染料A6Br2的合成 实验步骤 膜的组装及膜的紫外可见光谱研究 双偶极吡啶嗡的合成 半菁染料A6Br2的合成 重复浸入1.0 mmol/L PW12的水溶液 和1.0 mmol/L A6Br2的水溶液 乙醇洗涤 浓H2SO4 与30%H2O2 洗液中浸1 h 膜的组装 氨基质子化 表面硅烷化 基片清洗 甲苯与3%H2N(CH2)3Si(OC2H5)3 的混合液中回流6 h 膜的组装 O H O H O H O H O H O H ( E t O ) 3 S i ( C H 2 ) 3 N H 2 O O O O O O S i S i N H 2 N H 2 O O O O O O S i S i N H 3 + N H 3 + O O O O O O S i S i N H 3 + N H 3 + I I I I I I I I I I I PW12 A6Br2 H+、PW12 PW12 A6Br2 测量膜的紫外可见光谱 双偶极吡啶嗡的合成 产率：99.4% 半菁染料A6Br2的合成 产率：73.8 % H3PW12O40 1.0mmol/L 双偶极半菁染料1.0mmol/L 浸泡15分钟 成膜 自组装膜的成膜条件 不同层数的薄膜对应的吸收峰位置基 本保持不变，均在490nm左右有最大 吸收，这表明了层间分子的相互作用 不随着膜层数的增加而变化。 结果显示在最大吸收处的吸光度与层数呈直线关 系，即最大吸光度随膜层数的增加而线性增加， 表明(PW12/ A6Br2)n多层膜已被成功组装，且 膜的沉积是均匀的、可重复的。 选取薄膜在λ=497nm （吸收光谱中的最大吸收 峰）的吸光度对层数作图 双偶极半菁染料结构式 亚甲基=6 本实验合成了双偶极半菁燃料，并制备了静电自组装薄膜。其紫外光谱研究数据表明 (PW12/ A6Br2)n多层膜已被成功组装，且膜的沉积是均匀的、可重复的。 亚甲基=1 亚甲基=3 四、结果与讨论 *