真空低能電子束制備硅基納米薄膜微結(jié)構(gòu)研究陳炯樞陳學(xué)康劉相2，劉建喜2（1.蘭州物理研究所，表面工程技術(shù)國ji*重點(diǎn)為在硅片表面制備微圖案化金薄膜過程示意圖。在此過程中，首先通過Piranha solution溶液將基片表面羥基化，其次，將該表面修飾了-OH的基片浸入APTMS溶液中進(jìn)行自組裝，這樣在基片表面就獲得了端基為官能團(tuán)（-NH2）的規(guī)則分布。其次，利用電子束對該基片進(jìn)行掃描曝光，形成圖案。然后將該基片置于膠體金中，由于表面官能團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的作用，金納米顆粒會(huì)選擇性吸附在-NH2表面。zui后，將基片放入HAuCVNH2OH溶液中，吸附于基片表面的金納米顆粒在HAuCVNH2OH的作用下不斷長大，并形成薄膜。通過這樣的過程，我們可以在基匚膠體竽液洛液片表面獲得微圖案化的金薄膜。為硅片基底上微圖案化的金薄膜的光學(xué)顯微鏡照片。深色區(qū)域?yàn)殡娮邮丈鋮^(qū)域，無金膜覆蓋；明亮區(qū)域?yàn)锳PTMS修飾區(qū)域，被金膜覆蓋。表明所獲得的微圖案化金膜具有大面積規(guī)則圖案，并具有清晰的邊界。該方法的zui小分辨率取決于電子束束斑直徑的大小，目前，zuixian進(jìn)的電子束直寫曝光系統(tǒng)可以把電子束斑聚焦到2nm，曝光出的zui細(xì)圖形為8nm.但在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，該微圖案化金薄膜分辨率約為30Mm（見）。

　　於Au膠休為證明金薄膜生長是否僅在APTMS修飾區(qū)域，我們進(jìn)行了AES線掃描Au的實(shí)驗(yàn)。（a）為硅基圖案化金薄膜的SEM像。結(jié)果表明未被電子束輻照的APTMS修飾的基片表面有金膜存在，而電子束輻照區(qū)域的金含量大大降低。這可能是由于-NH2與金納米顆粒間易形成化學(xué)健，這樣金納米顆粒能夠在-NH2（APTMS）基上產(chǎn)生化學(xué)吸附，而在硅片表面的吸附只是簡單的物理吸附。在組裝金納米顆粒后，基片被置于超聲清洗器中清洗，物理吸附于表面的金顆粒很容易被除去。這樣在HAuCVNH2OH溶液中化學(xué)沉積金時(shí)只有-NH2（APTMS）表面吸附有金顆粒。自然，隨著金顆粒的生長和結(jié)合，在APTMS修飾的表面就形成了金薄膜而在無APTMS修飾表面無金膜形成。從而實(shí)現(xiàn)了定位區(qū)域選擇性化學(xué)沉積金薄膜。（b）為AES線掃描Au含量曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)經(jīng)電子束修飾后的表面形成了規(guī)則的、選擇性的金薄膜圖案。電子束輻照區(qū)域的金含量較未輻照區(qū)域呈倍數(shù)級降低。

　　硅樁罔案化金薄膜的SKM像軸2.2膠體金納米顆粒尺寸的選擇膠體金納米顆粒的合成方法比較成熟，可以獲得25120nm且分散性很好的顆粒16.利用不同尺寸的納米顆粒所獲得的薄膜也不盡相同。例如在與上述實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)利用較大的金顆粒來制備金薄膜時(shí)，就很難獲得表面芫整、光滑的薄膜。這可能是由于顆粒較大時(shí)彼此間有較大斥力，顆粒吸附于APTMS表面后顆粒間相距比較遠(yuǎn)，在接下來的化學(xué)鍍過程中（HAuCVNH2OH溶液）顆粒雖然不斷長大，但由于彼此間相距較遠(yuǎn)故較難相互粘接，所以很難形成均一的薄膜。所得到的薄膜有較多孔隙，且表面粗糙度較大。

　　為了獲得表面均一、光滑的金薄膜，我們選用顆粒小、分散性好的納米顆粒作為化學(xué)鍍前的種子“。為我們使用的膠體金納米顆粒的透射電鏡照片。由可知該膠體金納米顆粒的尺寸約為3nm，且無明顯團(tuán)聚。另外，其紫外吸收峰在520nm（見）亦表明該金膠體具有單分散性18. m5膠體金納米鴨粒的紫外光譜2.3薄膜的生長過程中的Ai離子還原為Au單質(zhì)，但為什幺反應(yīng)只發(fā)生在基片表面這是由于該反應(yīng)是一個(gè)表面催化反應(yīng)，吸附于表面的膠體金催化了NH2H還原Ai離子的過程。在熱力學(xué)上講NH2H具有還原Ai離子為金單質(zhì)的能力，這一還原過程被吸附于表面的膠體金強(qiáng)烈的加速了。真空科學(xué)與技術(shù)，1998，由東北大學(xué)張以忱編著的：真空材料一書于2005年12月由冶金工業(yè)出版社出版發(fā)行。全書共14章，較詳細(xì)論述了真空材料的基礎(chǔ)理論、機(jī)械、物化、電磁和真空性能及真空工程技術(shù)所用的金屬、非金屬及磁性材料；濺射鍍膜用靶材；真空輔助材料；吸氣劑與吸附劑；真空工程用油；真空技術(shù)常用氣體和低溫制冷系統(tǒng)工作介質(zhì)等材料的性質(zhì)、技術(shù)特性參數(shù)、工藝特點(diǎn)、選用與應(yīng)用等方面的內(nèi)容。書中既有基礎(chǔ)理論，又面向?qū)嶋H應(yīng)用，提供了大量相關(guān)的圖表數(shù)據(jù)，是當(dāng)前論述真空工程應(yīng)用材料內(nèi)容較為全面的書籍，是從事真空技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)人員所需的實(shí)用性很強(qiáng)的書及可用作大專院校相關(guān)專業(yè)的教材。

　　購書方式①全國各大新華書店；②冶金工業(yè)出版社發(fā)行部郵購）（010）（010）64027893；③北京冶金書店郵購）：（010）（真空雜志社）由東北大學(xué)徐成海教授任主編，巴德純教授東北大學(xué)）、于溥教授級高工：沈陽真空技術(shù)研究所）、達(dá)道安研究員航天部510所）、張世偉副教授東北大學(xué)）任副主編的真空工程技術(shù)一書于2006年9月由化學(xué)工業(yè)出版社出版。全書約200萬字，共一冊32章，內(nèi)容包拮真空技術(shù)基礎(chǔ)、真空泵、真空測量儀器、真空閥門、密封等零部件以及真空容器和真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算等和真空技術(shù)在各工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，包拮冶金、熱處理、鍍膜、干燥、浸潰、包裝、蒸餾、過濾、輸送、絕熱、航天、孩工業(yè)領(lǐng)域，還有真空工程材料與工藝等內(nèi)容。本書是當(dāng)前真空工程技術(shù)界內(nèi)容較全面的工程技術(shù)書籍之一。本書請中國工程院院士聞立時(shí)研究員撰寫了序言，聘請了真空屆人士楊乃恒教授為顧問委員會(huì)主任委員，李云奇教授、姜燮昌教授級高工、范垂楨研究員、張樹林教授為顧問委員會(huì)副主任委員，合肥工業(yè)大學(xué)胡煥林教授等十幾位真空科技工作者參加了編寫工作。北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司。