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    題名: 利用in-situ STM觀察銅(100)電極上鉛與鎳的沉積過程
    作者: 吳和虔;He-Ming Wu
    貢獻者: 化學研究所
    關鍵詞: 電化學;掃瞄式電子穿隧顯微鏡;界面活性劑
    日期: 2001-07-06
    上傳時間: 2009-09-22 10:08:58 (UTC+8)
    出版者: 國立中央大學圖書館
    摘要: 本論文共分為兩個部分,第一部份主要是觀察鉛在銅(100)電極的低電位電沉積( Underpotential Deposition;UPD )。UPD可以改變電極上發生的電化學效應,並用來控制金屬薄膜的成長,鉛在銅上的UPD現象即為典型的例子。鉛為一界面活性劑,它可以使鎳、鈷等磁性材料在銅表面規則成長。使用鹽酸為電解液時,由於氯離子對銅有很強的化學鍵結,會使銅的台階皆平行於[100]方向並且相交成直角,形成典型(100)表面特徵,氯離子則會形成高度規則的c(2 × 2)結構。氯的吸附對鉛有引導作用,鉛會沿著氯原子的密排方向吸附在銅(100)表面。在鹽酸中我們觀察到與超高真空中相同結構,開始時是一個鉛銅合金狀態,隨著覆蓋度增加,鉛會浮出表面產生去合金現象,依序形成c(2 × 2)、壓縮後的c(2 × 2)(圖2)及(5Ö2 × Ö2)R45°三種結構。相對的在硫酸中,由於硫酸根對銅的吸附力弱,掃瞄式穿隧電子顯微鏡觀(Scanning Tunneling Microscope;STM)顯示不同的鍍鉛過程,特別是在最初的合金形成階段,在硫酸中也有觀察到c(2 × 2)、壓縮後的c(2 × 2)及(5Ö2 × Ö2)R45°等結構。鹽酸與硫酸中陰離子對銅電極的形態及鍍鉛的過程可歸納如下。1.銅(100)電極表面的差異,氯的吸附造成平整的電極表面使台階具有一定的方向性,銅(100)在硫酸中則因為缺乏陰離子吸附層的狀態下而沒有特定的台階方向;2.鉛在鹽酸中會受到氯的引導以一定的表面結構吸附在銅上,在硫酸中鉛則是隨機的成長在銅(100)電極表面上。 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。
    顯示於類別:[化學研究所] 博碩士論文

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