基于表面增强拉曼光谱技术的金表面耐腐蚀性分析

金属表面耐腐蚀性能与其微观结构密切相关。以金为分析对象,采用不同粒径氧化铝抛光粉抛光处理金片表面,经扫描电镜和原子力显微镜观察,表明金片表面具备与实际工件类似的微观结构,在此基础上,研究金片表面微观划痕结构对表面增强拉曼散射(SERS)以及耐腐蚀性能的影响。以罗丹明B为探针分子,对不同特征尺寸的微观划痕进行SERS分析,获得了罗丹明B的SERS信号强度随划痕平均特征尺寸的变化规律。通过改变拉曼激发光偏振方向与划痕方向的夹角大小,发现SERS信号主要归因于激发光与划痕相互作用产生的横向表面等离激元。划痕平均特征尺寸在50 nm附近时,横向表面等离激元最强,之后随着划痕平均特征尺寸增加,横向表面等离激元逐渐变弱。另一方面,对具有不同特征尺寸微观划痕的金片进行电化学极化测试,获得了各样品的自腐蚀电位,发现金片的自腐蚀电位随着划痕平均特征尺寸增大而降低。结果表明,当划痕平均特征尺寸大于50 nm,金表面的SERS信号与自腐蚀电位间存在良好的线性对应关系,这为SERS技术用于工件耐蚀性分析提供了依据。通过在工件表面滴涂探针分子并使用便携式拉曼光谱仪测量有望可以对工件耐蚀性进行现场快速预判。     

Si(111)-7×7表面上C60多层膜的生长及其纳米摩擦学性质

在超高真空(UHV)条件下,用分子束外延(MBE)方法,通过对生长过程中蒸发速率和衬底温度等参数的控制,可以避免C60分子在Si(111)-7×7重构表面多层生长时团聚岛的形成,得到了逐层生长的C60多层膜.同时利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)对这种多层膜结构进行了观察并对这种现象产生的机理做了分析,测定了不同层数C60薄膜的黏附力和摩擦力曲线,发现分子层数对薄膜的摩擦性质有显著影响,随着沉积层数的增加,样品的摩擦力明显降低,摩擦系数也有降低的趋势.由于分子层数的增加导致C60分子转动程度增强,本文得出结论,摩擦力的降低是由C60分子的转动引起的,C60分子在这里充当了“纳米滚动轴承”,即C60分子的转动为微观结构提供了能量耗散通道.