目錄 摘要…………………………………………………………………………I 謝誌………………………………………………………………………II 目錄………………………………………………………………………III 圖目錄………………………………………………………………………V 表目錄……………………………………………………………………IX 第一章 序論………………………………………………………………1 1.1 前言………………………………………………………………1 1.2 HBC分子的介紹與應用…………………………………………1 1.3 研究動機與目標…………………………………………………2 第二章 實驗裝置與步驟…………………………………………………6 2.1 樣品的取得………………………………………………………6 2.2 靜態紫外可見光吸收光譜儀……………………………………6 2.3 靜態螢光光譜儀…………………………………………………9 2.4 時間相關單一光子計數系統……………………………………13 2.5 動態光散射儀……………………………………………………23 2.6 熱場發射掃描式電子顯微鏡……………………………………25 2.7 數據適解(fitting)的方法………………………………………29 第三章 實驗結果與分析………………………………………………30 3.1 HBC-6C12H25 之靜態測量結果…………………………………30 (A).靜態紫外可見光吸收光譜儀之測量結果…………………30 (B).靜態螢光光譜儀之測量結果………………………………31 (C).動態雷射光散射系統之測量結果…………………………33 3.2 HBC-6(t-butyl) 之靜態測量結果………………………………43 (A).靜態紫外可見光吸收光譜儀之測量結果…………………43 (B).靜態螢光光譜儀之測量結果………………………………43 3.3 奈米顆粒之靜態測量結果………………………………………48 (A).動態雷射光散射系統和掃描式電子顯微鏡之測量結果…48 (B).靜態紫外可見光吸收光譜儀之測量結果…………………49 (C).靜態螢光光譜儀之測量結果………………………………50 3.4 時間解析光譜……………………………………………………58 第四章 討論……………………………………………………………63 4.1 HBC-6C12H25分子的單體與聚集體……………………………63 4.2 HBC-6(t-butyl)分子的單體………………………………………65 4.3 HBC-6C12H25分子的奈米顆粒…………………………………66 第五章 結論……………………………………………………………72 附錄………………………………………………………………………73 參考文獻…………………………………………………………………76 圖目錄 圖1-1 HBC 分子單體化學結構式……………………………………4 圖1-2 HBC-6C12H25 的分子結構圖……………………………………4 圖1-3 HBC-6(t-butyl) 分子的分子結構圖……………………………5 圖2-1 Hitachi U-3310 靜態紫外可見光吸收光譜儀之光路圖………8 圖2-2 Hitachi F-4500 靜態螢光光譜儀之光路圖……………………11 圖2-3 色散螢光光譜儀器裝置圖………………………………………12 圖2-4 激發螢光光譜儀器裝置圖………………………………………12 圖2-5 時間相關單一光子計數系統之實驗架構圖……………………19 圖2-6 (A) TCSPC 對於時間解析螢光的記錄基於螢光光子與激發雷射脈衝相對時間上精確的測量 (B) 利用時間上的差異將原來的波形再建構成統計長條圖…………………………20 圖2-7 傳統單一光子系統示意圖………………………………………20 圖2-8 TAC 工作原理示意圖…………………………………………21 圖2-9 TAC 之無效時間示意圖………………………………………21 圖2-10 前緣式鑑別器其不同振幅脈衝在時間上的誤差之示意圖……22 圖2-11 前緣式鑑別器與分數式鑑別器的較短脈衝下之比較圖………22 圖2-12 動態光散射儀之示意圖…………………………………………24 圖2-13 熱場發射掃描式電子顯微鏡之示意圖…………………………28 圖3-1 不同濃度的 HBC-6C12H25 在正己烷溶液中的吸收光譜圖…34 圖3-2 HBC-6C12H25 在正己烷中之飽和溶液和低濃度（法化）的結果比較圖……………………………………………………………34 圖3-3 在固定波長 380 nm下，HBC-6C12H25 在正己烷溶液中的吸收 光譜之吸收度對濃度作圖………………………………………35 圖3-4 HBC-6C12H25 在四氫呋喃中之高低濃度的吸收光譜圖………36 圖3-5 HBC-6C12H25 在四氫呋喃中之高濃度和低濃度（法化）的結果比較圖……………………………………………………………36 圖3-6 HBC-6C12H25 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變化，激發波長為 357 nm……………………………………………37 圖3-7 HBC-6C12H25 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變化，激發波長為 375 nm……………………………………………37 圖3-8 HBC-6C12H25 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變化，激發波長為 390 nm……………………………………………38 圖3-9 357 nm 激發波長且固定波長 486 nm 與 600 nm， HBC-6C12H25在正己烷溶液中的射散螢光光譜之強度與濃度 作圖………………………………………………………………39 圖3-10 HBC-6C12H25 在各種不同激發波長的四氫呋喃中之色散螢光 譜圖………………………………………………………………40 圖3-11 HBC-6C12H25 在正己烷中之激發螢光光譜圖，收光波長為 486 nm……………………………………………………………40 圖3-12 HBC-6C12H25在正己烷中之激發螢光光譜圖，收光波長為 520 nm……………………………………………………………41 圖3-13 HBC-6C12H25 在四氫呋喃中的 DLS 圖………………………41 圖3-14 HBC-6C12H25 在正己烷中的 DLS 圖…………………………42 圖3-15不同濃度的 HBC-(6t-butyl) 在正己烷溶裡之吸收光譜圖……45 圖3-16 HBC-(6t-butyl) 在正己烷中高濃度和低濃度（法化）的吸收光 譜比較圖…………………………………………………………45 圖3-17 HBC-(6t-butyl) 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變 化，激發波長為 341 nm………………………………………46 圖3-18 HBC-(6t-butyl) 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變 化，激發波長為 356 nm…………………………………………46 圖3-19 HBC-(6t-butyl) 在正己烷中之色散螢光光譜圖隨著濃度的變 化，激發波長為 387 nm…………………………………………47 圖3-20以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之 DLS 圖，總平均濃度為6.84×10-6M …………………………………52 圖3-21以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之 SEM 圖，總平均濃度為 6.84×10-M …………………………………52 圖3-22 HBC-6C12H25 在四氫呋喃溶液中的 SEM 圖，濃度為 6.83×10-6M………………………………………………………53 圖3-23 HBC-6C12H25 在正己烷溶液中的 SEM 圖，濃度為 2×10-5M53 圖3-24 以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之吸收光譜圖……………………………………………………………54 圖3-25 HBC-6C12H25 溶在不同溶液的吸收光譜比較圖，括號裡為使用的溶劑……………………………………………………………54 圖3-26 HBC-6C12H25 溶在不同溶液中（法化）的吸收光譜比較圖，括號裡為使用的溶劑………………………………………………55 圖3-27 以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之色散螢光光譜圖，激發波長為 329 nm………………………………55 圖3-28 以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之色散螢光光譜圖，激發波長為 363 nm………………………………56 圖3-29 以共溶劑再沉澱法配製的 HBC-6C12H25 奈米顆粒溶液之色散螢光光譜圖，激發波長為 416 nm………………………………56 圖3-30 三種不同溶液的 HBC-6C12H25 在 UV 燈下的照射…………57 圖3-31 HBC-6C12H25 在濃度 2x10-5M 的正己烷溶液之 TCSPC 測量 結果，激發波長為375 nm，收光波長為 (a) 480 nm (b) 520 nm (c) 560 nm (d) 600 nm ………………………………………………60 圖3-32 HBC-6C12H25 在濃度 2x10-7M 的正己烷溶液之 TCSPC 測量結果，激發波長為 375 nm，收光波長為(a) 480 nm (b) 520 nm (c) 560 nm (d) 600 nm………………………………………………60 圖3-33 HBC-6t-butyl 在濃度 1.76x10-5M 的正己烷溶液之 TCSPC 測量結果，激發波長為 375 nm，收光波長為 (a) 480 nm (b) 520 nm (c) 560 nm (d) 600 nm………………………………………61 圖3-34 HBC-6C12H25 在總平均濃度 6.84x10-6M 下以再沉澱配製的溶液之 TCSPC 測量結果，激發波長為375 nm，收光波長為 (a) 560 nm (b) 600 nm (c) 640 nm (d) 680 nm……………………61 圖4-1 Pyrene 在正己烷溶液中的色散螢光光譜 ………………………67 圖4-2 Pyrene 在正己烷溶液中的吸收光譜（法化）…………………67 圖4-3 H型態聚集的示意圖……………………………………………68 圖4-4 J型態聚集的示意圖 ……………………………………………68 圖4-5 HBC-6C12H25 分子在正己烷溶劑下之聚集體示意圖…………69 圖4-6 HBC-(6t-butyl) 分子溶在正己烷溶劑下之立體障礙示意圖…69 圖4-7 HBC-6C12H25 分子粉末的色散螢光光譜………………………70 圖4-8 HBC-6C12H25 分子在不同型態下的色散螢光光譜比較圖……70 圖4-9 HBC-6C12H25 分子粉末的 TCSPC 光譜，激發波長為 375 nm，偵測波長範圍為 600 nm ………………………………………71 表目錄 表3-1 HBC-6C12H25 在濃度 2x10-5M 的正己烷溶液，在不同收光波長 下所得到的螢光生命期…………………………………………62 表3-2 HBC-6C12H25 在濃度 2x10-7M 的正己烷溶液，在不同收光波長 下所得到的螢光生命期…………………………………………62 表3-3 HBC-6t-butyl 在濃度 1.76x10-5M 的正己烷溶液，在不同收光 波長下所得到的螢光生命期……………………………………62 表3-4 HBC-6C12H25 在濃度 6.84x10-6M 之以再沉澱配製的溶液，在 不同收光波長下所得到的螢光生命期…………………………62