硅表面有机单分子膜的新表征方法──界面微分电容测量法

提出一种表征硅表面有机单分子膜的新方法界面微分电容测量法.通过对新制备的H-Si(111)表面和一系列烯烃分子修饰的硅表面/电解液界面的微分电容的研究,建立了硅表面有机膜结构和性质与界面电容之间的联系.实践证明这是一个简便、快速和有效的实验技术,为硅表面化学修饰与功能化研究提供了一个非常有力的工具.     

硅表面嫁接有机单分子膜的研究近况

由于在微电子、化学 /生物化学传感器、纳米技术及太阳能等领域具有潜在的应用价值 ,通过 Si— C键在硅表面上直接嫁接有机单分子膜 ,已成为近几年新开展的研究热点 .对这一研究领域进行了概要综述     

醇类在Si-H表面形成单分子膜的特性

以界面电容分析法为主并结合XPS、AFM技术研究了醇类分子在Si(111)-H表面上形成的有机单分子膜的特性。并探讨了嫁接反应中影响单分子膜特性的某些因素和单分子膜的稳定性及其对硅表面氧化的钝化作用。在所选择的反应条件下，不同链长醇分子修饰的硅表面上，嫁接分子所占体积分数约为80％，平带电位约为-1．00V(vs.SSE)。研究表明，这类膜稳定性和对硅表面氧化的钝化作用非常有限。     

水汽界面二维银颗粒表面上的单分子拉曼光谱检测

随着各种超灵敏分析仪器的发展 ,已经可以在低温固体中、室温液体中和电介质表面检测、鉴定单分子及其动力学行为 .这种新进展为科学家在分析化学、分子生物学和纳米结构材料等各种学科的应用开辟了许多新的视窗 .单分子谱学的研究在基础科学和应用科学方面引起了人们广泛的兴趣 .人们不仅希望能够“看到”单分子 ,而且希望了解单分子的物理化学行为 .在各种超灵敏检测技术中 ,拉曼光谱成为一种重要的技术 .由于原子力显微等微区技术的发展 ,并结合高灵敏度检测技术的进步 ,拉曼光谱已经发展成为一种检测灵敏度可以达到分子级的检测技术 [1,…     

Aerolysin单分子界面的构建及高选择性单分子检测

提出了一种基于Aerolysin膜蛋白质分子构建单分子界面的方法, 运用蛋白质工程技术对单分子界面进行定点修饰, 所建立方法灵活、 可控且重复性好. 采用Poly(dA)₄为探针分子对修饰后的单分子界面进行了表征, 结果表明, 在孔口处的Arginine修饰影响了寡聚核苷酸的选择性. 为进一步理解Aerolysin单分子界面及合理设计功能性单分子界面提供了参考.     

季铵盐三聚表面活性剂在空气-水界面上单分子膜的崩溃压和分子极限面积

利用Langmuir膜天平研究了季铵盐三聚表面活性剂12-2-12-2-12在空气-水界面单分子膜的表面压-分子面积(π-A)等温线, 得到它的崩溃压对应的表面张力g_collapse和分子极限面积A_limit. 与12-2-12-2-12溶液临界胶束浓度对应的表面张力g_cmc和由Gibbs吸附方程得到的分子平均面积A_cmc相比较, 发现A_limit＜A_cmc, 而且g_collapse＞g_cmc. 分析12-2-12-2-12单分子膜的表面压随时间的衰减, 表明这个现象是由于表面活性剂从铺展单分子膜向水中溶解造成的, 而且初始表面压越大, 表面压的衰减越快.     

溶剂分子性质与界面内层微分电容变化特性

依照前文[1]设立的偶极取向分布模型，利用模拟的C1（σ）假想曲线阐析溶剂分子性质对电极／溶液界面内层微分电容的影响趋向，理想的C1（σ）拟合曲线表现出单峰或双峰的两种基本式样，而溶剂分子的极化，各态偶极取向能的差别以及偶极间的相互作用均将导致C1（σ）曲线明显形变．据此，可从分子的性质预测各类电极／溶液界面体系C1（σ）曲线变化特性.     

气液界面磷脂单分子膜的表面增强拉曼光谱

采用纳米银胶作为成膜亚相, 原位获得了十八胺单分子膜、十八胺/卵磷脂复合膜的表面增强拉曼信号.研究表明,增强主要来源于亚相中的银粒子与成膜分子之间较强的作用.通过在磷脂膜内添加十八胺分子辅助增强而获取了卵磷脂的分子振动信息.     

硅表面上构筑烷烃单层膜的分子模拟

用分子力学方法模拟了十二烷烃在硅表面的单层膜的排列情况. 从中发现: 十二烷烃在硅表面的覆盖率约为50%, (8×8)大小的模拟格子即可描述烷烃链在硅表面的空间排列. 同时讨论了不同取代方式对单层膜的影响, 并比较了酯基和甲基终止的硅表面单层膜的空间排列方式, 模拟结果与实验测量基本吻合. 结果表明: 分子模拟方法可以作为实验手段的一种辅助工具, 在分子水平上为实验提供理论支持和微观信息.     

分子自组装单层膜的表面浸润性研究现状和展望

立足于分子自组装单层膜的制备及结构, 讨论了分子自组装单层膜的头基基团与基底的作用机理、 主链与环境的温度依赖关系, 特别是其端基基团的化学性质及构象对表面浸润行为的影响. 重点讨论了分子自组装单层膜的端甲基基团对表面能的贡献、 极性端基基团与水分子之间的相互作用以及自组装单层膜表面的分子尺寸粗糙度对表面浸润的影响. 最后, 基于理论和实验基础对以上问题提出新的认知与看法, 并对未来该领域发展的机遇与挑战进行了展望.     

Study of the Electroless Silver Seed Formation on Silicon Surface

The silver seed on silicon was prepared through aqueous I-IF and AgNO3 solution at room temperature. In order to explore the formation process of silver seed on silicon, the methods of open circuit potential with time （OCP-t）, anodic stripping sweep voltammetry （ASV） and scanning tunneling microscope （STM） were used in this work. The procedure of silver nucleus growing into large particles was explained by electro-negativity. The growth mechanism of silver seed on silicon has been presented： at first, the silver monolayer and multilayer firstly grows onto silicon without fully covering the surface at the expense of silicon etching due to the silver seed attracting the electron from silicon, after that, the monolayer coalesces together, forming continuous grain film with some silver atoms diffusing into the silicon and the multilayer still grows thick simultaneously.     

有机分子修饰硅表面*

硅作为一种重要的半导体材料,在微电子领域发挥着极其重要的作用。有机分子修饰硅表面是近年来硅表面化学领域的一个研究热点,引起了研究者的广泛重视。以共价键嫁接在硅表面的有机单分子层能形成稳定、高质量的杂化连接,将赋予传统的硅材料更多新的功能,具有许多其它表面难以比拟的优点。本文针对有机分子修饰硅表面的方法、单层膜的表征和应用,对近年来的最新研究进展进行了综述,并对该方向的今后的发展进行了展望。     

由表面活性物质溶液的动界面张力外推求平衡界面张力的研究

表面活性物质溶液的界面张力往往随时间而变,难以测得平衡界面张力J。Kloubek^[1]曾应用经验式:1/(δ_H2O-δ_t)=b/(At^1/2)+1/A,以[1/(δ_H2O-δ_t)]对1/t^1/2作图外推求得溶液的平衡表面张力,但所得结果仅与文献值大致相符。本文从理论上分析该经验式的由来,以及产生偏离的原因,并寻求了解决的办法。     

Molecular Simulation study of Alkyl Monolayers on Si(III) Surface

The preparation of monolayers on silicon surface is of growing interest for potential applications in biosensor or semiconductor technology. Different experimental technique can be used to investigate the alkyl modified Si(III) surfaces1-4, such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared absorption spectra(FTIR), scanning electron microscopy (SEM), Auger electron spectroscopy (AES), scanning tunneling microscope (STM), and so on. These experimental results…     

对MDTA中测样品热容量的准恒温法的评述

对用调制差热分析（ＭＤＴＡ）准恒温法测样品热容量的情形进行了讨论。通过结合最基本的热传导定律和ＭＤＴＡ模型，指出了目前国际上测量样品热容量的准恒温法只能得到在所测温度范围内的物质热容量平均值，调制温度的幅度越大或调制频率越高，所得到的热容量数据越平滑。在所测温度范围内样品热容量基本不变时，用ＭＤＴＡ准恒温法较好；但当样品热容量在所测温度范围内有明显变化时，用传统差热分析法（ＤＴＡ）更好一些。     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

单晶硅表面周期性微结构的减反射特性及光伏特性

利用聚苯乙烯胶体球自组装技术和纳米压印技术在单晶硅表面构筑了两种周期性微结构. 反射光谱表明, 两种周期性微结构都能够对特定波长的入射光有一定的减反射效果; 表面光电压谱和吸收光谱相对应, 在具有减反射效果的波长范围内观察到了表面光电压增强的现象, 说明这种表面构筑微结构的技术可以有效地利用在单晶硅太阳能电池的制造和设计上, 从而提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率. 对这种周期性微结构的减反射机理进行了初步探讨.     

离子液体表/界面性质与结构

离子液体与气体、溶剂等物质组成的多相体系为吸收、萃取、两相催化等技术的发展提供了新的平台。离子液体的表/界面性质与结构是含离子液体多相体系的重要科学问题,可在介观尺度下显著影响多相体系反应和分离过程的效率。近年来,离子液体表/界面性质和结构的研究得到了广泛的关注。本文综述了离子液体及其与水、有机溶剂组成的混合物的表/界面张力及结构研究进展,介绍了现有的研究方法、研究对象与研究成果,归纳了离子液体及其混合物表/界面张力及结构的变化规律,分析了表/界面结构与表/界面张力之间的关系,探讨了离子液体表/界面研究存在的问题和未来的发展方向。