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(guān)鍵詞： TIO2納米顆粒 超光滑表面 單晶硅表面 化學(xué)吸附 紫外光誘導(dǎo)納米顆粒膠體射流加工
機(jī)構(gòu)： [1]蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,甘肅蘭州730050; [2]中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅蘭州730000
摘要： 為了實(shí)現(xiàn)亞納米級超光滑表面的加工,建立了紫外光誘導(dǎo)納米顆粒膠體射流加工系統(tǒng),同時(shí)研究了加工過程中納米顆粒與工件表面間的相互作用機(jī)理。首先,對實(shí)驗(yàn)所用銳鈦礦TiO2納米顆粒及單晶硅工件表面進(jìn)行表征測量。然后,用第一性原理的平面波贗勢計(jì)算方法研究了納米顆粒膠體射流加工中TiO2分子團(tuán)簇在單晶硅表面化學(xué)吸附的表面構(gòu)型結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：膠體中的OH基團(tuán)在TiO2團(tuán)簇表面及單晶硅表面分別發(fā)生化學(xué)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(xué)吸附的H2O分子。紅外光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)了紫外光誘導(dǎo)納米顆粒膠體射流拋光過程可實(shí)現(xiàn)材料去除的化學(xué)作用機(jī)理。
