1. 毕业设计(论文)主要内容:
自组装单分子膜(SAM)是成膜分子与固体基底间发生化学反应而自发形成的热力学稳定,分子排列有序的单层膜。具有操作简单、稳定性和取向性好等优点,在有机电子器件和电化学修饰电极等方面具有广泛的应用。原子层沉积技术(Atomic layer deposition,ALD)是最近二十年获得迅猛发展的一种先进材料制备工艺,基于独特的序列自限制、自饱和的化学吸附反应机理,因此非常适合于对材料进行表面修饰改性,在能源和催化领域有着广阔的应用前景。
1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;
2.本课题通过制备自组装单分子膜SAMs(Self-Assembled Monolayers),利用其致密的组装性能与较好的疏水性,实现对目标材料前驱体附着性和成核效应的抑制,从而实现对原子层沉积技术ALD(AtomicLayerDeposition)的选择性;
3.原子层沉积ALD,是一种制备三维结构纳米材料的技术,应用于晶体管栅极电介质层(高k材料)、燃料电池催化和集流网电极等领域。此前,研究人员研究了多种物质制备的自组装单分子膜,实现了几种金属或金属氧化物的区域选择性原子沉积,但在部分有机化合物及高分子聚合物方面的研究仍有欠缺,本课题旨在探究自组装单分子膜的生长影响因素,从而实现更精密的区域选择性原子沉积;
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1.查阅不少于15篇相关文献资料,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;
2.完成不少于5000字的英文文献翻译;
3.具体要做的工作:制备不同种类的自组装单分子膜,探究其链长、尾部基团结构、头部基团活性以及形成时间对其膜厚、疏水性的影响,进而探究其对原子层沉积ALD的选择性,即基于自组装单分子膜对前驱体(氧气、臭氧或水等)的选择性,实现其对金属或金属氧化物(氧化钴等)的区域选择性沉积;
4. 总结国内外相关研究概况和发展趋势,总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,分析实验数据,撰写毕业论文,字数不少于1.2万字。
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:按照设计方案,进行自组装单分子膜SAMs的制备,并在SAMs上进行金属氧化物的原子层沉积。
第7-10周:采用SEM、XPS等测试技术对材料的显微结构、化学组成进行测试。
4. 主要参考文献
1. X. Jiang, R. Chen, S. F. Bent, Spatial control over atomic layer deposition using microcontact-printed resists. Surface and Coatings Technology201, 8799-8807 (2007).
2. R. Chen, S. F. Bent, Chemistry for Positive Pattern Transfer Using Area-Selective Atomic Layer Deposition. Advanced Materials18, 1086-1090 (2006).
3. T. W. van Deelen, C. Hernández Mejía, K. P. de Jong, Control of metal-support interactions in heterogeneous catalysts to enhance activity and selectivity. Nature Catalysis, (2019).
