跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.221.70.232) 您好!臺灣時間:2024/05/29 10:09
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:郭子維
研究生(外文):Kuo, Tzu-Wei
論文名稱:FePc有機金屬分子在Si(110)-16×2及Si(111)-7×7表面上的吸附行為
論文名稱(外文):Adsorption behaviors of the iron-phthalocyanine molecules on Si (110)-16×2 and Si(111)-7×7 surfaces
指導教授:洪一弘
指導教授(外文):Ie-Hong Hong
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:電子物理學系光電暨固態電子研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:掃描穿隧顯微術
外文關鍵詞:STMFePc
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:76
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
我們利用290℃的蒸鍍溫度以低於1 ML的FePc有機金屬分子分別蒸鍍在乾淨的Si(110)-16×2 及Si(111)-7×7表面上,探討FePc有機金屬分子在不同矽基板表面上的吸附行為。在Si(110)-16×2表面上由filled state STM影像可清楚看見大多數有機金屬分子是吸附於Si奈米線的兩側且具有規則的排列,分子之間的距離會隨蒸鍍時間增長而縮小(從1.60 nm縮至1.45 nm)。我們也利用STS能譜測得有機金屬分子的HOMO (highest occupied molecular orbital )與LUMO( lowest unoccupied molecular orbital)能量位置分別為-1.28 V與1.76 V,與單一的FePc分子之HOMO及LUMO能量位置不同,可能是因為FePc分子和矽奈米線有化學交互作用。此整齊有序排列於矽奈米線側邊的有機金屬分子將有潛力應用於分子電子元件上。但在Si(111)-7×7表面上,發現蒸鍍出的FePc有機金屬分子會直接破壞Si(111)表面的7×7重構,而且可以看見許多坑洞。所以FePc有機金屬分子與Si(111)-7×7表面的化學交互作用比在Si(110)-16×2表面的交互作用還要強烈。也因為FePc有機金屬分子與矽基板產生化學交互作用,所以在矽基板上FePc有機金屬分子無法互相鍵結成為分子奈米線。
To investigate the adsorption behaviors of FePc molecules on different Si surfaces, Iron-phthalocyanine (FePc) molecules of lesser than 1 monolayer (ML) were deposited onto Si(110)-16×2 surface and Si(111)-7×7 surface at 290 oC, respectively, and scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) were performed to characterize the structural and electronic properties of FePc molecules on different Si surfaces. In the case of Si(110)-16×2 surface, the filled state STM images show that most molecules are adsorbed at both sides of the Si nanowires (SiNWs) and exhibit periodic positions. The distance between molecules is decreased (from 1.60 nm to 1.45 nm) as the deposition time increase. The STS spectra of molecules show that the highest occupied molecular orbital (HOMO) is at -1.28 V and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) is at 1.76 V. Such well-defined molecule arrays at both sides of the SiNWs are very promising for the Si-based molecular electronic device applications.However, in the case of Si(111)-7×7 surface, we find that the Si(111)-7×7 reconstructed surface is broken down by FePc molecules and many vacancies are created. Thus, the interaction between FePc molecules and the Si(111)-7×7 surface is much stronger than that between FePc molecules and the Si(110)-16×2 surface. Because of the strong interaction between FePc molecules and Si surfaces, the FePc molecules can not form the molecular nanowires on Si surfaces.
摘  要 I
Abstract II
誌謝 III
圖目錄 VII
表目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 簡介 1
1.2 文獻回顧 4
第二章 自組裝成長機制 12
2.1 物理氣相沉積方式成長薄膜的機制 12
2.2分子奈米結構之自組裝的製作 14
2.3 自有序組裝(Self-organzation) 15
第三章 掃描穿隧顯微術之原理與儀器裝置 17
3.1 STM原理 17
3.2 UHV VT-STM的儀器裝置 21
3.3 UHV VT-STM的工作模式 33
3.4 STM的取像模式 35
定電流取像法(constant current mode) 35
3.5掃描穿隧能譜術(Scanning Tunneling Spectroscopy, STS) 36
3.5.1 掃描穿隧能譜術原理 36
3.5.2 掃描穿隧能譜術測量 37
3.6 真空系統 39
3.7 實驗方法 42
3.7.1 試片準備 42
3.7.2 磁性鎳針尖的製備 43
3.7.3 抽真空過程 45
3.7.4 Si(110)-16×2表面清潔程序 47
3.7.5 Si(111)-7×7表面清潔程序 48
3.7.6 蒸鍍FePc(iron phthalocyanine)的方法 49
第四章 實驗結果與討論 52
4.1 乾淨的Si(110)-162表面 52
4.2 FePc之奈米線平行陣列 56
4.2.1 蒸鍍條件(一) 56
4.2.2 蒸鍍條件(二) 59
4.2.3 蒸鍍條件(三) 70
4.2.4 蒸鍍條件(四) 74
4.3 乾淨的Si(111)-77表面 79
4.4 蒸鍍FePc有機金屬分子在室溫的Si(111)-77表面 81
4.4.1 蒸鍍條件(一) 81
4.4.2 蒸鍍條件(二) 84
4.5 討論與未來改進 88
第五章 結論 93
參考文獻 94
[1] M. Abel, S. Clair, O. Ourdjini, M. Mossoyan, and L. Porte, J. Am. Chem. Soc. 133, 1203-1205 (2011).
[2] H. Zhang, Q. Huiqin, J. Dan, Ateeq-Ur-Rehman, W. Dou, H. Li, P. He, S. Bao, Chem. Phys. Lett. 503, 53-56 (2011).
[3] M. Takada, H. Tada, Chem. Phy. Lett. 392, 265–269 (2004).
[4] Y. H. Jiang, W. D. Xiao, L. W. Liu, L. Z. Zhang, J. C. Lian, K. Yang, S. X. Du, and H. J. Gao, J. Phys. Chem. 115, 21750-21754 (2011).
[5] S. Fortuna, P. Gargiani, M. G. Betti, C. Mariani, A. Calzolari, S. Modesti, and S. Fabris, J. Phys. Chem. 116, 6251-6258 (2012).
[6] Omicron NanoTechnology GmbH, SPM Probe Surface Science System User's Guide.
[7] Omicron NanoTechnology GmbH, SPM Probe Surface Science System VT-STM User's Guide.
[8] T. An, M. Yoshimura, K. Ueda, Surf. Sci. 576, 165 (2005).
[9] D. R. Bowler, J. H. G. Owen, G. A. D. Briggs, Phys. Rev. B. 59, 14868 (1999).
[10] M. Cavallini, F. Biscarini, Rev. Sci. Instrum. 71, 4457 (2000).
[11] M. V. Rastei, J. P. Bucher, J. Phys. Condens. Matter. 18, 619 (2006).
[12] K. Arima, J. Katoh, K. Endo, Appl. Phys. Lett. 85, 6254 (2004).
[13] M. Yoshimura, M. Odawara, K. Ueda, Materials Science and Engineering: B. 120, 91-92 (2002).
[14]廖彥傑, 國立嘉義大學 Master Thesis (2008).
[15] T. An, M. Yoshimura, I. Ono, and K. Ueda, Phys. Rev. B. 61, 3006 (1999).
[16] I.-H. Hong, Y.-C. Liao, and S.-C. Yen, Adv. Funct. Mater. 19, 3389 (2009).
[17] M. G. Silly, F. Charra, and P. Soukiassian, Appl. Phys. Lett. 91, 223111 (2007).
[18] R.A. Rehman, W. Dou, H. Qian, H. Mao, F. Floether, H. Zhang, H. Li, P. He, S. Bao, Surf. Sci. 606, 1749–1754 (2012).
[19] M. Takada, H. Tada, Chem. Phy. Lett. 392, 265–269 (2004).
[20]陳從銘, 國立嘉義大學 Master Thesis (2012).
[21] G. Münnich, F. Albrecht, C. Nacci, M. Utz, D. Schuh, K. Kanisawa, S.
Fölsch, and J. Repp, J. Appl. Phys. 112, 034312 (2012).
[22] X. Duan, Y. Huang, and C. M. Lieber, Nano Lett. Vol. 2, No. 5, 487-490 (2002).
[23]蔡永豐, 國立嘉義大學 Master Thesis (2009).
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top