帳號:guest(18.191.72.224)          離開系統
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  

詳目顯示

以作者查詢圖書館館藏以作者查詢臺灣博碩士論文系統以作者查詢全國書目
作者(中文):洪千雅
作者(外文):Hung, Chien-Ya
論文名稱(中文):硫醇分子於單一金奈米線在液體中的光致吸附及脫附研究
論文名稱(外文):Study of Photoinduced Adsorption and Desorption of Alkanethiols on a Single Gold Nanowire in Liquid
指導教授(中文):林鶴南
口試委員(中文):李紫原
徐文光
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學號:101031524
出版年(民國):103
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:46
中文關鍵詞:原子力顯微術電阻式單一奈米線化學感測器硫金鍵吸脫附
相關次數:
  • 推薦推薦:0
  • 點閱點閱:61
  • 評分評分:*****
  • 下載下載:10
  • 收藏收藏:0
本實驗研究硫醇分子於單一金奈米線在液體中的光致吸附及脫附現象,先以原子力顯微術奈米微影及傳統黃光微影,製作電阻式單一奈米線化學感測器。硫醇分子和金原子會產生鍵結,其硫金鍵屬強鍵結,需使用低波長光源才能打斷。實驗以波長254奈米紫外光來促使硫金鍵氧化而斷鍵。
為了進行吸脫附研究,把製作完成的單根金奈米線放入十二烷硫醇溶液使其吸附硫醇分子達飽和。感測實驗在溶液中進行,在金奈米線的電阻達穩定後照射紫外光。照射紫外光會使其電流上升,關閉紫外光會使電流下降至原始值,其前後變化量會隨奈米線厚度減小而增加,由數據可知厚度為15奈米的奈米線,變化量可達80%,其大於厚度20奈米的34.8%。
從電流對時間關係圖觀察到電流上升和下降的過程有不同,此現象可用吸脫附機制來解釋。在電流上升有兩現象,一為快速上升達穩定,另一需要較長時間才達穩定,原因是光子的入射不一定皆能使基材電子被激發而穿隧到吸附分子軌域而斷鍵;在電流下降部分可看到有突然下降及先驟降後再緩慢下降兩現象,推測是硫醇分子脫附時存在電中性型式及離子型式,使硫醇分子與金重新鍵結過程中,因離子型式脫附分子與金表面有作用力存在而影響電流下降。
最後也在空氣中作紫外光對鋪有硫醇分子奈米線的電阻影響,可觀察到電阻沒有改變,和在溶液中明顯不同,其原因推測和介質的存在及吸附分子脫附時的型態有關,介質可以帶離完全脫附的分子,也可以使離子型式脫附分子和基材表面間的距離增加,此使得脫附分子更不會影響奈米線電阻的變化。
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 動機
第二章 文獻回顧
2.1 感測原理
2.2 金屬奈米線電阻率理論分析
2.3 奈米線化學感測器
2.4 吸脫附理論
2.5 硫金鍵結與斷鍵理論
第三章 實驗方法
3.1 實驗儀器簡介
3.1.1 原子力顯微鏡
3.1.2 電子束蒸鍍系統
3.1.3 黃光微影系統
3.1.4 鋁線銲線機
3.1.5 紫外光燈管
3.2 實驗步驟
3.2.1 感測元件的製作
3.2.2 金奈米線的化學吸附及脫附
3.2.3 即時量測系統
第四章 結果與討論
4.1 單根金奈米線
4.2 空氣中UV 光對奈米線之電阻影響
4.3不同厚度金奈米線於溶液中進行化學吸脫附
4.4 不同功率紫外光對奈米線電阻改變量的影響
4.5 討論空氣下UV光對奈米線電阻的影響
第五章 結論
[1] M. Tiemann, Chem. Eur. J., 2007, 13, 8376-8388
[2] Y. Hua, H. Leeb, S. Kimb and M. Yun, Sensor. Actuat. B-Chem., 2013, 181, 424-431
[3] J. H. Yoon, B. J. Kim and J. S. Kim, Sensor. Actuat. B-Chem., 2013, 187, 540-545
[4] D. A. Hutt and G. J. Leggett, J. Phys. Chem., 1996, 100, 6657-6662
[5] S. Sun, K. S. L. Chong and G. J. Leggett, Nanotechnology, 2005, 16, 1798-1808
[6] K. Fuchs, Proc. Cambridge Philos. Soc., 1937, 34, 100-108
[7] E. H. Sondheimer, Adv. Phys., 1952, 1, 1-42
[8] A. F. Mayadas, J. Appl. Phys., 1968, 39, 4241-4245
[9] A. F. Mayadas and M. Shatzkes, Phys. Rev. B., 1970, 4, 1382-1389
[10] C. Durkan and M. E. Welland, Phys. Rev. B., 2000, 61, 14215-14218
[11] D. S. Karpovich and G. J. Blanchard, Langmuir, 1994, 10, 3315-3322
[12] B. N. J. Persson, J. Chem. Phys., 1993, 98, 1659-1672
[13] W. Pan, C. J. Durning and N. J. Turro. Langmuir, 1996, 12, 4469-4473
[14] C. Durkan and M. E. Welland, Ultramicroscopy, 2000, 82, 125-133
[15] P. Shi, J. Zhang, H. Y. Lin and P. W. Bohn, Small, 2010, 6, 2598-2603
[16] L. Siller, Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Second Edition), Elsevier Science Ltd., 2001, ISBN: 0-08-0431526, pp.9045-9049
[17] http://www.chembio.uoguelph.ca/educmat/chm729/esdiad/theo4.htm
[18] H. Arnolds, Prog. Surf. Sci., 2011, 86, 1-40
[19] H. Y. Lin, H. A. Chen and H. N. Lin, Anal. Chem., 2008, 80, 1937-1941
[20] J. B. Schlenoff, M. Li and H. Ly, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 12528-12536
[21] S. Xu, S. J. N. Cruchon-Dupeyrat, J. C. Garno and G. Y. Liu, J. Chem. Phys., 1998, 108, 5002-5012
[22] G. A. Fried, Y. Zhang and P. W. Bohn, Thin Solid Films, 2001, 401, 171-178
[23] Y. Zhang, R. H. Terrill and P. W. Bohn, Chem. Mater., 1999, 11, 2191-2198
[24] E. Cooper and G. J. Leggett, Langmuir, 1998, 14, 4795-4801
[25] N. J. Brewer, S. Janusz, K. Critchley, S. D. Evans and G. J. Leggett, J. Phys. Chem. B., 2005, 109, 11247-11256
[26] B. N. J. Persson, J. Phys. C: Solid State Phys., 1978, 11, 4251-4269
[27] Z. Hu, T. Thundat and R. J. Warmack, J. Appl. Phys., 2001, 90, 427-431
[28] T. Thundat, R. J. Warmack, G. Y. Chen and D. P. Allison, Appl. Phys. Lett., 1994, 64, 2894-2896
[29] B. T. P. Quynh, J. Y. Byun and S. H. Kim, Sensor. Actuat. B-Chem., 2013, 56, 1-30
[30] W. Ho, Surf. Sci., l994, 300, 996-1007
[31] M. Jamal, J. Xu and K. M. Razeeb, Biosens. Bioelectron., 2010, 26, 1420-1424
[32] Y. J. Chen, J. H. Hsu and H. N. Lin, Nanotechnology, 2005, 16, 1112-1115
[33] A. Bietsch and B. Michel, Appl. Phys. Lett., 2002, 80, 3346-3348
[34] F. J. Lin, Study of Molecular Adsorption Kinetics of a Resistive-Type Chemical Sensor Based on a Single Gold Nanowire. Master’s thesis, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan. 2010, p.31
[35] S. C. Huang, Molecular Adsorption Kinetics of a Single Gold Nanowire Chemical Sensor and the Effects of Thermal Annealing. Master’s thesis, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan. 2011, p.38
[36] S. Sun, K. S. L. Chong and G. J. Leggett, Nanotechnology, 2005, 16, 1798–1808
 
 
 
 
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
* *