雙炔基分子方向性自組裝與聚合行為研究｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	楊瀚理 Yang, Han-Li
論文名稱：	雙炔基分子方向性自組裝與聚合行為研究 Oriented Self-Assembling and Polymerization Behavior of Diacetylenes Molecules
指導教授：	陶雨臺 Tao, Yu-Tai
口試委員:	韓建中趙奕姼
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	中文
論文頁數：	81
中文關鍵詞：	方向性自組裝、雙炔基、真空蒸鍍、薄膜製程
外文關鍵詞：	diacetylene
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中文摘要
雙炔基分子在照光之後會進行固態聚合，形成聚雙炔基高分子。而在本項研究中，我們利用真空鍍膜的方式，在各種不同條件下於矽基板表面鍍上雙炔基分子薄膜，並利用紫外光照射的方式使其聚合，最後再以原子力顯微鏡以及拉曼光譜儀等工具去分析薄膜結構，研究分子聚合的方向性，期望找出控制聚合方向的條件。
研究的第一部分，我們蒸鍍了四種不同碳數及末端取代基的雙炔基分子（R(CH2)11CCCC(CH2)nCOOH, R = CH3 or C6H5, n = 8 or 9），去比較分子結構對於聚雙炔基高分子薄膜形貌的影響，結果發現，末端為烷基的雙炔基分子與末端為苯環的雙炔基分子在矽晶表面會自動組裝形成環狀或樹枝狀的特定結構，且因碳數的不同，會有相異的奇偶效應。而研究的第二部份，我們在矽基板上製備出三種不同形式的溝槽狀模版: (一)、鑽石砂紙刷磨過的矽基板 (二)、自組裝單分子膜作成的溝槽 (三)、修飾上自組裝單分子層的金電極當作溝槽，接著再蒸鍍上雙炔基分子，利用模版控制分子的排列，使其照光後，形成具特定聚合方向的聚雙炔基高分子薄膜。並探討各種影響分子排列的因素，包括基板溫度、自組裝單分子膜的類型…等。從結果顯示，在基板加熱的條件下，溝槽所提供的側向作用力，會促使分子垂直於溝槽做聚合，我們可以得到具方向性聚合的聚雙炔基高分子薄膜。

總目錄
中文摘要    I
英文摘要    II
總目錄    III
圖目錄    VI
附圖目錄    XII
壹、緒論    1
1-1 聚雙炔基化合物(polydiacetylenes；簡稱：PDAs)    1
1-2自組裝單分子薄膜(Self-assembled monolayer)    6
1-2-1烷基矽烷(alkylsilane)    7
1-2-2 烷基硫醇    9
貳、研究動機與方法    11
參、實驗部份    12
3-1 實驗用藥品及材料    12
3-1-1 清洗矽晶片所用藥品    12
3-1-2 自組裝單分子薄膜製備所用藥品    12
3-1-3 雙炔基化合物    12
3-1-4 基材來源    13
3-2 實驗用儀器    13
3-2-1 原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy）    13
3-2-2 顯微拉曼光譜分析儀(Micro-Raman Spectrumeter)    14
3-2-3 真空蒸鍍機 ( Vacuum Deposition System )    16
3-3 矽晶片的清洗    17
3-4 雙炔基化合物的蒸鍍    17
3-5 矽晶片表面的刷磨    17
3-6 自組裝單分子膜的製備    18
3-6-1 烷基矽烷單分子層的製備    18
3-6-2 烷基硫醇單分子層的製備    18
3-7 覆蓋自組裝單分子層模組的矽晶基板製備    19
3-8 金電極製備    19
3-9 材料合成    20
肆、結果與討論    29
4-1 各種不同結構的雙炔基分子蒸鍍於未經修飾的SiO2表面    30
4-1-1 C12-DA-C8-COOH    30
4-1-2 C12-DA-C9-COOH    33
4-1-3 BnC9-DA-C8-COOH    38
4-1-4 BnC9-DA-C9-COOH    42
4-1-5 各種不同結構之雙炔基高分子膜形貌總整理    45
4-2 雙炔基分子於刷磨過的矽晶圓基板上的排列    47
4-2-1 C12-DA-C8-COOH 於室溫下蒸鍍2nm之結果    48
4-3 自組裝單分子薄膜模板    50
4-3-1 各種雙炔基分子於室溫下蒸鍍2nm之結果    52
4-3-2 基板溫度50 ℃時蒸鍍C12-DA-C8-COOH之結果    55
4-3-3 基板溫度50 ℃時蒸鍍BnC9-DA-C9-COOH之結果    58
4-3-4 結果歸納    61
4-4雙炔基分子蒸鍍於修飾上金電極模組的基板之行為表現    62
4-4-1 C12-DA-C8-COOH 於基板加熱時蒸鍍20 nm的結果    64
4-4-2 C12-DA-C8-COOH 於修飾上C2SH之金表面蒸鍍40 nm    69
4-4-3 C12-DA-C8-COOH 於修飾上C2SH之金表面蒸鍍60 nm    70
伍、結論與未來展望    73
陸、參考文獻    74
柒、附圖    76
 

                                

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