TiO2納米顆粒在單晶硅表面的吸附

編號：NMJS06496

篇名：TiO2納米顆粒在單晶硅表面的吸附

作者：宋孝宗[1] ;高貴[2] ;周有欣[1] ;王宏剛[2] ;龔俊[1]

關鍵詞： TIO2納米顆粒 超光滑表面 單晶硅表面 化學吸附 紫外光誘導納米顆粒膠體射流加工

機構： [1]蘭州理工大學機電工程學院,甘肅蘭州730050; [2]中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室,甘肅蘭州730000

摘要： 為了實現亞納米級超光滑表面的加工,建立了紫外光誘導納米顆粒膠體射流加工系統(tǒng),同時研究了加工過程中納米顆粒與工件表面間的相互作用機理。首先,對實驗所用銳鈦礦TiO2納米顆粒及單晶硅工件表面進行表征測量。然后,用第一性原理的平面波贗勢計算方法研究了納米顆粒膠體射流加工中TiO2分子團簇在單晶硅表面化學吸附的表面構型結構及其體系能量。最后,開展了TiO2納米顆粒及單晶硅工件表面間的吸附實驗。實驗結果表明：膠體中的OH基團在TiO2團簇表面及單晶硅表面分別發(fā)生化學吸附,在TiO2納米顆粒及單晶硅表面吸附過程中形成了新的Ti-O-Si鍵及化學吸附的H2O分子。紅外光譜實驗結果顯示：TiO2納米顆粒與單晶硅界面間存在新生成的Ti-O-Si鍵。這種界面間的相互作用證實了紫外光誘導納米顆粒膠體射流拋光過程可實現材料去除的化學作用機理。