利用in-situ STM觀察銅(100)電極上鉛與鎳的沉積過程

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研究生：	吳和虔 He-Ming Wu
論文名稱：	利用in-situ STM觀察銅(100)電極上鉛與鎳的沉積過程
指導教授：	姚學麟 Shueh-Lin Yau
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學學系 Department of Chemistry
畢業學年度：	89
語文別：	中文
論文頁數：	84
中文關鍵詞：	電化學、掃瞄式電子穿隧顯微鏡、界面活性劑
相關次數：	點閱：5 下載：0
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第二部分是在電化學環境中，觀察鎳在銅(100)電極上的電沉積；在不具界面活性劑的實驗中，鎳是以三度空間的成長方式沉積於銅(100)電極上，造成一粗糙的鎳金屬薄膜，這種狀態無法成為有用的磁性材料，為了改善這種情形，本實驗嘗試使用鉛為界面活性劑來改變鎳的沉積方式；我們發現在鉛修飾後的銅(100)表面上鍍鎳，可改變鎳的成長方式由原本的三維成長模式轉變成二維水平方向成長的方式，至少在兩層鎳原子層之前銅(100)表面均勻出現具原子平整度的島狀聚集；所以鉛所扮演的界面活性劑成功的改變了鎳的成長方式，使鎳的沉積以有層次的方向進行。

目錄
中文摘要……………………………………………………….……….Ⅰ
英文摘要……………………………………………………….…….…Ⅲ
目錄…………………………………………………………….…….…Ⅴ
圖目錄………………………………………………………….……….Ⅶ
第壹章、 序論………………………………………….………..………1
1.1前言……………………….………………………………………..1
1.1.1 UPD (Underpotential Deposition)簡介……….….……….…1
1.1.2 銅的研究……………………………………..……..………...1
1.1.3界面活性劑(surfactant)的介紹……………………………….2
1.2相關研究的探討…………………………….….…………….……2
1.2.1 相關電化學中銅(100)電極的研究…….……..……..……….2
1.2.2 相關銅(100)電極上鍍鉛的研究……….……..……..….……3
1.2.3 相關銅電極上鍍鎳的研究……………….……..…..………..5
1.3 研究動機……………………………………..……………………6
第貳章、實驗部分………………………………………………………..8
2.1藥品部分…………………………………………..…………….…8
2.2氣體部分……………………………………….…………………..8
2.3金屬部分……………………………………….………….……....8
2.4 儀器設備………………………………………………….……....9
2.5 實驗步驟…………………………………………………...….….9
第三章、銅(100)電極鍍鉛結果討論…………………..…..…………..12
3.1 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛的研究……………………….…….12
3.1.1 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛的CV圖……….….…………...12
3.1.2 銅(100)電極在鹽酸的STM圖…………………..…….……13
3.1.3 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛的STM圖…………………...…13
3.1.4 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛的結論……………..…..……...20
3.2 銅(100)電極在硫酸中鍍鉛的研究…………………..……..…..21
3.2.1 銅(100)電極在硫酸中鍍鉛的CV圖…..……………..….…21
3.2.2 銅(100)電極在硫酸的STM圖…………………………..….22
3.2.3 銅(100)電極在硫酸中鍍鉛的STM圖…………...……..…23
3.2.4 銅(100)電極在硫酸中鍍鉛的結論………………..…..…...28
3.3 銅(100)電極在鹽酸與硫酸中鍍鉛的結果比較………………..29
第四章、銅(100)電極鍍鎳和鍍鉛後鍍鎳結果討論…………..………31
4.1 銅(100)電極在鹽酸中鍍鎳……………………………………..31
4.1.1 銅(100)電極在鹽酸中鍍鎳的CV圖………..………………31
4.1.2 銅(100)電極在鹽酸中鍍鎳的STM圖………………….…..31
4.1.3 銅(100)電極在鹽酸中鍍鎳的結論………………..…..…...32
4.2 鉛修飾後的銅(100)電極上鍍鎳………………………..….…...32
4.2.1 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛後再鍍鎳的CV圖……………..32
4.2.2 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛後再鍍鎳的STM圖…………...32
4.2.3 銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛後再鍍鎳結論………………....35
第五章、參考文獻………………………………………………….…..36
圖目錄
圖1.界面活性劑圖解………………………………………………..….39
圖2.硫酸根對銅(111)的吸附……………………………….………….40
圖3.銅(100)電極上鍍鉛的各種結構…………………………..…...….41
圖4.舊式硬碟磁頭構造…………………………………………..….…42
圖5.新式硬碟磁頭構造…………………………………………..…….42
圖6.金(111)上鍍鎳……………………………………………..……....43
圖7.掃描式穿隧電子顯微鏡……………………………………..…….44
圖8.電化學容器與四電極………………………………………..…….45
圖9.電化學實驗簡圖……………………………………………...……46
圖10.銅(100)電極在鹽酸中鍍鉛的CV圖………………………...…..47
圖11.氯吸附在銅(100)電極上的STM圖……………………………..48
圖12.銅(100)電極上鍍鉛的連續變化圖………………………………49
圖13.鍍鉛台階擴張圖解……………………………………………….50
圖14.Pb3Cu4的鉛銅合金探討…………………………………….……51
圖15.鉛銅合金Pb3Cu4形成過程………………………………………52
圖16.另一種鉛的成長圖……………………………………………….53
圖17.鍍鉛原子模型圖………………………………………………….54
圖18.鍍鉛的連續變化圖……………………………………………….55
圖19. c(4 × 4)的研究……….…………………………………………..56
圖20.由c(4 × 4)轉變成c(2 × 2)的過程……………………………….57
圖21.鉛在銅(100)電極上的新結構……………………………………58
圖22. c(2 × 2)的觀察………….…………………………………….….59
圖23.壓縮後c(2 × 2)的觀察圖……………….………………...…...…60
圖24. c(4 × 4)轉變成c(2 × 2)的過程推導………………………….…61
圖25.鹽酸電解液中鉛的(5Ö2 × Ö2)R45°結構……………………….62
圖26.銅(100)電極在硫酸電解液鍍鉛中的CV圖…………………….63
圖27.台階在硫酸中靜置前後比較…………………………………….64
圖28.硫酸中銅(100)電極表面的觀查…………………..……………..65
圖29.硫酸中鍍鉛的連續變化圖…………………………………….…66
圖30.鉛在銅(100)電極上形成c(2 × 2)的結構………………………..67
圖31.壓縮後c(2 × 2)的STM圖………………………………………68
圖32.硫酸中鍍鉛的(5Ö2 × Ö2)R45°結構…………………….………69
圖33.硫酸中變形的(5Ö2 × Ö2)R45°結構……………..……….…..…70
圖34.大範圍的觀察圖………………………………………………….71
圖35.硫酸與鹽酸的比較……………………………………………….72
圖36.鍍鉛的連續變化圖比較……………………………………….…73
圖37.銅(100)電極在鹽酸中鍍鎳的CV圖…………………………….74
圖38.觀察鍍鎳時的台階變化…………………………………….……75
圖39.銅(100)電極上鍍鎳的連續變化圖………………………………76
圖40.銅(100)電極鍍鉛後鍍鎳的CV圖……………………………….77
圖41. 銅(100)電極鍍鉛後鍍鎳的連續觀察圖………………………..78
圖42.鍍鉛後鍍鎳的表面圖像……………………………………….…79
圖43.鍍鉛後鍍鎳的原子模型……………………………………….…80
圖44.銀鍍於銅(100)電極上形成c(10 × 2)結構……………………….81
圖45.向負電位移動時觀察鍍鉛後鍍鎳的連續觀察圖……………….82
圖46.大範圍觀察鍍鉛後鍍鎳表面情形…………………………….…83
圖47.鍍鉛與沒有鍍鉛後鍍鎳的比較………………………………….84

                                

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