《硫酸锌超薄液层中的电化学沉积》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硫酸锌超薄液层中的电化学沉积（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 南京大学研究生毕业-it 文中 文摘要首T l 里纸毕业论文题目:硫酸锌超薄液层中的电 化学祝积研究握聚查物塑 I 专业 2 0 0 2 级硕士生姓名:一 -1一一 一 - 一一指导教师 ( 姓名、职称) :王 牧 教授电 化学沉积系统受诸多物理，化学因素的影响，能产生极其丰富的沉积形态和生长行为。 再考虑了生长界面动力学因素， 如金属本证的各项异性后，电化学系统中的生长行为更是引人入胜。 本文在结冰形成的亚微米级超薄液层中， 对硫酸锌进行了电化学沉积进行了深入研究。主要包括以下三个方面的内容1 .超薄硫酸锌溶液层中的电化学沉积形态和成分结构分析我们利用液体凝固过程中的分凝效应实现了 超薄液
2、层的电化学沉积系统。把这个系统应用于硫酸锌溶液电 化学沉积，得到一种全新的自 组织生长形态: 沉积物在光学显微的分辨率下成枝晶状， “ 枝条” 的粗细在微米至亚微米尺度， “ 枝条”间的夹角固定在6 0 度左右，并且相对于水溶液中分叉率大大降低。用扫描电镜研究沉积物发现，所有的 “ 枝条”是由看似无规的片状纳米晶粒构成的。 透射电镜表明 这些沉积物包含锌与氧化锌两个相，其中锌以 单晶的成分存在。 通过截面能谱，薄片的透射电 镜分析，以 及降 低 p h值长出薄片很少甚至没有薄片的枝条的透射电 镜分析。完全表征了 样品内各种成分的分布，试图揭示这种全新的自 组织生长的本质。2 .澄清了枝条上氧化
3、锌薄片的产生机理并尝试了新的氧化锌生长方法我们通过煮沸排出了溶液中的氧气，然后再结冰系统中，进行了电化学生长。 氧化锌薄片变得很稀少， 证实了氧化锌薄片中的氧来源于水溶液中溶解的氧气。 解释了硫酸锌电化学自组织的机理。 并且队氧化锌的制作方法进行了 新的尝试，在硅衬底上进行了电化学沉积，得到单纯的片状氧化锌。3在超薄液层中对电 化学沉积过程中振荡机理进行了 研究在结冰形成的超薄液层中，采集了沉积过程中电压的振荡信号。并与样品的微观形貌进行对比。 发现了电压的超周期振荡信号与沉积物周期内部台阶状生长的对应，试图揭示这种自组织生长与振荡行为的机理。THES I S :U l t r a - t h
4、 i n f i l m e l e c t r o c h e mi c a l d e p o s i t i o n o f z i n cS P E C I A L I Z A T I O N : C o n d e n s e d Ma t t e r P h y s i c sP OS TGRADUATE:Ta o Li uME N T O R : P r o f . Mu Wa n gAb s t r a c t :A ff e c t e d 勿 m a n y p h y s i c a l a n d c h e m i c a l f a c t o r s ,Q u a
5、 s i - 2 D e l e c t r o c h e m i c a ld e p o s i t i o n ( E C D ) p r o v i d e s a w i d e v a r i e ty o f m o r p h o l o g i e s a n d g r o w th b e h a v i o r s f o rt h e o b s e r v a t i o n a n d r a i s e s u p a s t r o n g i n t e r e s t . A m o n g t h e s e , e l e c t r o d e p
6、 o s i t i o n o f z i n ch a s a t t r a c t e d m u c h a t t e n t i o n b e c a u s e o f t h e s t r o n g a n i s o t r o p y o f z i n c . I n t h i s t h e s i s ，w e a p p l i e d t h e u l t r a - t h i n fi l m e l e c t r o d e p o s i t i o n s y s t e m b y t h e e ff e c t o f s e g r
7、 e g a t i o n t oe l e c t r o d e p o s i t i o n o f z i n c a n d t ry t o d i s c o v e r t h e p h y s i c a l - c h e m i c a l me c h a n i s m sT h r e e p a rt s a r e m a i n l y i n d u c e d a s f o l l w i n g :( I ) T h e i n v e s t i g a t i o n o f u l t r a - t h i n f i l m e l e
8、 c t r o c h e m i c a ld e p o s i t i o n o f z i n co u r g r o u p h a s d e v e l o p e d a n u l t r a - t h i n fi l m e l e c t r o d e p o s i t i o n s y s t e m b y t h ee ff e c t o f s e g r e g a t i o n . We a p p li e d t h i s n e w s y s t e m t o e l e c t r o d e p o s i t i o n
9、o f z i n c , a n ds o m e f a n t a s t i c s e l f - o r g a n i z e d p a tt e r n s a n d s t r u c t u r e s h a v e b e e n o b s e r v e d . T h ed e p o s i t s , w h i c h l o o k l ik e b e a u t i f u l d e n tri t e s i n t h e r e s o l u t i o n o f o p t i c a l m i c r o s c o p yw i
10、th m o s t a n g l e s o f t h e b r a n c h e s a r o u n d 6 0 “ ,s e e m t o b e a n a s s e m b l a g e o f fl a k e - l ik ec ry s t a l s c h a r a c t e r i z e d b y S E M. T h e a n a l y s i s o f T E M s h o w t h e d e p o s i t s i n c l u d e t w op h a s e s : Z n a n d Z n O , a n d
11、i n a d d i t i o n t o t h i s ,t h e p h a s e o f z in c i s a s i n g l e c ry s t a l a n dt h e fl a k e - l i k e c ry s t a l s a r e o x i d e d z in c . E D S i s m a d e o n t h e c r o s s s e c t i o n o f a d e p o s i tb r a n c h , a n d w e c o n c l u d e t h a t t h e k e m a l p
12、a r t o f t h e b r a n c h i s m a d e o f z i n c . We g e tb r a n c h s w i t h f e w fl a k e - l i k e c r y s t a l s b y r e d u c e i n g t h e P H o f th e e l e c t r o l y te a n d t h e nana l y s e d b y r E M. We c o n c l u d e d th att h e k e m a l P arto f t h e b r anc h i s a s
13、1 n g l e z 1 n c . Wec o n c 1 u d edt h a t th c m e c h a n i s mo f t h i s s e 1 f- o rgani z e d g 飞 ) w t hi s s l g n a l c 刁s t a l o f z i n ch a s b e e n d e p o s i t edfi r s t a n d t h e n t h e fl a k e 一 l i k e c ry s t a l s gr O wfe l l o w i n g t h i s l 即er( 2 ) t h e m e c h
14、 a n i s mo f t h e g r o w t h o f fl a k e 一 l i k e c r y s t a l sw e rem o v e dth e o x y g e n i n e1 e c t ro1 yt e andth enP roc ess e d e l e c t rod e P o s i t i o n1 nth i s e x P e ri m e n t ， t h e d e P o s l t s h avem a d e b y d e o x i d i z at i o n o f o x ygen.fl ake 一 l i k
15、ec Iys t al s . Wec o n c l u d et h a t Z n oi sw e e x P l o r e t o m a k e Z DZ n oi n a n ew w a y -( 3 ) T h e i n v e s t i g a t i o no f t h e o s c i ll a t o ry b e h avi o r s o f U l t r a 一 t h i n月 l me l e c t r o c h e m i c a l d e P o s i t i o no f z i n c .I n u l tra一 面n fi l m
16、 ， w e c 帅P a r e d o s c i l l at i o n o f P o te n t i a l w ithth e m i cros truc tu r e o fd ePo s i t s ， a n d fo und s uPerp幼o d a PPe ars i n o s d l l a t i o n o f P o t ent i a and i t corresPo n d t omany s t 印s i n a P 币o d i n d ePo si t s第一章 概论1 . 1 引言电 结 晶 或 电 化 学 沉 积(E l e c t r o c h e m i c a l D e p o s i t i o nE l e c t r o d e p o s i t i o n ) 过程主要是指电极/ 电解质界面上的电荷传递反应， 即电极反应，以 及界面上和界面附近伴随进行的 化学和物理过程【 1 .电化学沉积作为电镀的理化基础在材料制造、微电子加工等领域得到广泛的应用， 从诸多方面
