Ni催化促进石墨烯纳米带融合的扫描隧道显微镜研究

发布时间：2020-11-05 03:20

　　 石墨烯纳米带异质结因其界面间具有良好的电接触,并且带隙便于精确调控,在电子、光电子和自旋电子器件中具有良好的应用前景。本文提供了合成石墨烯纳米带异质和提高其产率节的新方法:即在反应中掺入催化剂Ni。我们在实验中通过分子束外延(MBE)生长样品,并用低温强磁场扫描隧道显微镜(STM)对样品进行测量和表征。论文共分为以下三个部分:第二章介绍超高真空系统的原理及获得,包括抽真空的各级泵以及真空计。在此基础上,我们引入扫描隧道显微镜的原理、结构以及成像和探测技术。对于样品生长方面,简单介绍了分子束外延。此外还介绍了在我们用到的Unisoku MBE-STM系统中集成的低温技术和强磁场技术。第三章通过STM测量,我们研究了Ni在DBBA Ullmann偶联反应中的催化作用,催化促使了石墨烯纳米带边缘的融合,从而形成了宽度可调控的纳米带异质结。在室温下,我们得到了由C-Ni-C桥连接的有机金属中间体,这在之前的报道中从未出现过。研究发现Ni在DBBA分子脱溴之后与脱氢环化阶段之间发挥催化作用。最后,我们通过实空间中不同电子态的分布图证明了这些融合的AGNR是金属-半导体接触的异质结。我们的研究提供了一种催化剂,在提高边缘融合的全碳AGNRs异质结的产率方面取得了进展。第四章前半部分介绍了近藤共振的物理图像、原理和STM探测。实验部分我们用STM形貌图测量Fe-C键长键角数据,判定形成了Fe-TCNQ有机金属自组装结构。通过对这种自组装结构的STS谱拟合,得到零磁场下费米面附近q=0的共振峰,证实了近藤效应的存在,即Fe在分子配位场中具有磁性。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;TH742
【部分图文】：

第二章 实验仪器和实验原理6图2.1 涡轮式干泵电机带动偏心转子转动，使泵体和旋转翼所包围的空间体积不断变化，体积增大时，气体被吸入工作腔，转动的转子将工作腔的体积不断减小，腔内气体受到压缩；体积减小时，气体被排出排气口，从而达到获得真空的目的。机械泵一般具有油密封结构，而挥发的油分子容易进入真空腔体造成污染，因此现在通常用无油的泵干式涡轮泵来代替机械泵，更加安全。涡轮式干泵由渐开线形的转子和定子组成，二者的相位错开180o,在两个涡旋体之间形成一系列月牙形的压缩腔，涡旋转子转动

第二章 实验仪器和实验原理7图2.2 分子泵及其内部结构示意图涡轮式分子泵的特点是转子叶片高速转动（50,000-100,000rpm），叶片的线速度达到几百m/s，与分子的平均速度接近，通过分子与叶片的碰撞来改变气体分子的运动方向，从而将气体搬运到排气口。叶片的角速度大，则排气速度大，压缩比大；叶片的角速度小，则排气速度小，压缩比小。分子泵对分子量大的气体的排气效率高，分子量小的气体排气效率低。分子泵在工作过程中高速旋转，因此对平衡和工作压强要求很高，为了防止损坏分子泵，通常需要在分子泵入口处安装金属过滤网

第二章 实验仪器和实验原理8图2.3 离子泵及其内部结构示意图离出电子和阳离子，电离出的电子参与分子的二次电离。而阳离子会被电场磁场加速，飞向钛阴极，阳离子被阴极吸收的过程中，同时产生溅射作用，溅射出的钛原子在腔体内连续形成活性膜，继续和气体分子反应，从而达到排气的目的。离子泵无油无污染，工作压强范围广，并且不产生噪声，耐烘烤，功耗低，是非常重要的真空泵，一般适用于获得和维持极高真空。（4）钛升华泵钛升华泵的工作压强范围在10-5-10-12Torr。其主要部件为活性金属钛制成的灯丝。给钛灯丝施加30A-45A的大电流，灯丝发热使钛原子升华，钛原子吸附在腔体内壁上形成钛膜。由于金属钛具有很高的化学活性
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本文编号：2871047