收藏本站
《南京理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

硼掺杂金刚石薄膜的制备、电化学性能及表面修饰研究

李正学  
【摘要】:硼掺杂金刚石薄膜具有优异的物理和化学性能,作为新型电极材料,具有传统电极不可比拟的优势。对其进行表面功能化修饰可进一步改善和提高其特性,拓宽其在生物化学传感、电化学微电极、表面增强拉曼光谱等领域的应用。本论文采用微波等离子体化学气相沉积技术,以三甲基硼为硼源,通过控制B/C比例,在Si(100)基片上沉积了不同硼掺杂量的纳米晶和多晶金刚石薄膜。通过循环伏安法等研究了硼掺杂纳米金刚石薄膜电极的电化学性能及其对葡萄糖的直接电化学检测。采用光化学方法在硼掺杂纳米金刚石薄膜表面修饰了氨基分子层,并在氨基活化的金刚石表面进一步自组装单层、高密度的金纳米粒子。硼原子掺入降低了纳米晶和多晶金刚石薄膜的生长速率,增加了薄膜中sp2碳的含量。随着硼含量增加,纳米金刚石薄膜的晶粒聚集形成大小不均的球形团簇,多晶金刚石薄膜晶粒细化、晶形变差以及缺陷增加。硼掺杂纳米晶和多晶金刚石薄膜的可见Raman光谱在500和1220 cm-1处出现了两个由硼掺杂引起的特征峰。硼掺杂纳米金刚石薄膜电极具有宽电化学势窗,在K3Fe(CN)6溶液中表现出良好的可逆性和稳定性,电极反应动力学主要受扩散过程控制。在碱性条件下,硼掺杂纳米金刚石薄膜电极可直接电化学氧化葡萄糖,实现了在有干扰物质抗坏血酸和尿酸存在下对葡萄糖的选择性检测,得到了较宽的线性范围和较低的检测限。在氢终端硼掺杂纳米金刚石薄膜表面共价键合了氨基基团,在紫外光照12h后,氨基修饰率达3.43%,薄膜表面亲水性增加。进一步在氨基化的硼掺杂纳米金刚石薄膜表面自组装了不同粒径的金纳米粒子,得到了均匀、高密度的金纳米粒子修饰单层,并具有良好的表面增强拉曼光谱效应。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.2

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 胡文娟;谢芬艳;付亚波;陈强;蔡惠平;翁静;;等离子体合成胺基生物功能薄膜的研究[J];包装工程;2008年10期
2 周艳丽;只金芳;;酪氨酸酶在硼掺杂金刚石薄膜电极上的固定及酚类化合物的检测[J];电化学;2006年02期
3 胡晓君;曹华珍;郑国渠;曹帅;;掺硼浓度对金刚石薄膜电极电化学性能影响的研究[J];高校化学工程学报;2006年06期
4 朱晓东,温晓辉,詹如娟,周海洋;EACVD沉积金刚石过程中气相化学研究[J];核技术;2000年09期
5 只金芳,田如海;金刚石薄膜电化学[J];化学进展;2005年01期
6 廖克俊,王万录,张振刚,吴彬;热灯丝CVD金刚石膜硼掺杂效应研究[J];物理学报;1996年10期
7 陈晓虎,王珉;金刚石的性质与应用[J];宇航材料工艺;1998年05期
8 唐存印;刘燕;吕智;;金刚石膜技术及应用[J];超硬材料工程;2007年04期
9 刘健敏;夏义本;王林军;苏青峰;赵平;徐闰;彭鸿雁;史伟民;;Preparation of free-standing diamond films for high frequency SAW devices[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 姜志刚;高气压直流辉光放电及其等离子体化学气相沉积金刚石厚膜的生长特性与应用研究[D];吉林大学;2004年
2 李学敏;金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究[D];清华大学;2004年
3 刘峰斌;不同表面端基掺硼金刚石薄膜的微观结构及性能[D];清华大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 褚向前;EACVD掺硼金刚石膜制备及加工性研究[D];南京航空航天大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘刚;刘忆;;热丝法CVD生长金刚石薄膜的简化工艺研究[J];半导体技术;2006年07期
2 林炜;马瑞新;;高温超导YBCO薄膜及其制备[J];微纳电子技术;2006年08期
3 王万录,张振刚,廖克俊,吴彬,张世斌,廖梅勇;定向局部异质外延生长的p型金刚石膜压阻效应的研究[J];半导体学报;1997年06期
4 万军鹏;;玻璃表面镀膜方法简介[J];玻璃;2009年11期
5 黄元盛,刘正义,邱万奇;CVD金刚石薄膜衬底表面预处理技术进展[J];中国表面工程;2001年03期
6 黄元盛,罗承萍,邱万奇;化学气相沉积金刚石薄膜的晶体缺陷和杂质[J];中国表面工程;2004年01期
7 田孟昆;余志明;刘学璋;葛婧萱;王玲;黄臣;;过渡层对铜基金刚石薄膜的影响[J];中国表面工程;2011年04期
8 唐壁玉,颜永红,夏金童,陈宗璋;金刚石薄膜应用研究的进展和趋势[J];表面技术;1997年06期
9 吴玲玲,梁海峰,蔡长龙,徐均琪,杭凌侠,严一心;钛镍合金上制备类金刚石薄膜的性能研究[J];表面技术;2005年02期
10 魏守强,刘瑛,邵忠财;电化学生成臭氧的研究进展[J];表面技术;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王珺;贾金平;张卫;;高掺杂的掺硼金刚石薄膜电极的性质[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 李远;汪建华;谢鹏;熊礼威;刘长林;;类金刚石涂层微型钻头的制备研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
3 苗树翻;严一心;;3Cr13不锈钢基底上DLC膜牢固度的研究[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
4 李春燕;金曾孙;吕宪义;;乙醇对金刚石膜生长特性的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
5 荣延栋;阴生毅;胡跃辉;吴越颖;朱秀红;周怀恩;张文理;邓金祥;陈光华;;热丝辅助ECR-CVD制备a-Si:H薄膜的红外和光致衰退研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
6 张继凯;朱昌;苏俊宏;;气体流量控制对磁控溅射Al_2O_3薄膜的影响[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
7 刘贵昂;;双离子束溅射淀积DLC膜的导电特性[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展(一九九六·第六期)——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第6届学术研讨会论文集[C];1996年
8 苏亚凤;姚文静;何大韧;;金刚石气相生长的动态描述[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——2000(8)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第8届学术研讨会论文集[C];2000年
9 杨洁;申彩霞;刘旺盛;王成新;刘洪武;;不同重力取向对金刚石薄膜生长的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
10 周艳丽;田如海;只金芳;;硼掺杂金刚石薄膜表面酪氨酸酶的固定及酚类化合物的检测[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁芳;高气压直流辉光等离子体放电物理及技术应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
3 尚杰;铁电氧化物薄膜的制备及其激光感生电压效应[D];昆明理工大学;2010年
4 赵旺;MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究[D];吉林大学;2011年
5 刘剑英;铝合金弹性熨压加工表面组织性能及工艺可靠性研究[D];吉林大学;2011年
6 马传军;基于掺硼金刚石膜电极的COD在线分析仪的研制与复合传感器的制备[D];大连理工大学;2011年
7 岳红云;柔性衬底薄膜光伏电池相关材料制备及性能[D];大连理工大学;2011年
8 季梅;氧化钆掺杂对氧化铪高K栅介质氧空位抑制作用及电学性能研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
9 张心强;铪基及稀土高k薄膜在Si、Ge及InP上外延生长及性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
10 王姝;Al_2O_3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究[D];兰州大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周书刚;真空阴极弧制备纳米复合Zr-C-N薄膜的研究[D];长春理工大学;2010年
2 赵缨慰;900nm~1100nm抗激光损伤高反射膜的研究[D];长春理工大学;2010年
3 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
4 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
5 孙亮;电弧离子镀内孔镀膜研究[D];大连理工大学;2010年
6 单海燕;ZnO薄膜的水溶液法制备及Li~+、柠檬酸钠对ZnO生长的影响[D];大连理工大学;2010年
7 王坤;CVD金刚石膜化学机械抛光工艺研究[D];大连理工大学;2010年
8 张心怡;基于稳定固溶体合金团簇模型的无扩散阻挡层Cu-Ni-Mo三元薄膜[D];大连理工大学;2010年
9 王陶;热丝CVD法制备金刚石—碳化硅—硅化钴复合薄膜[D];大连理工大学;2010年
10 王巍;环保型三价铬电镀实验研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周灵平,靳九成,李绍禄,王长河;金刚石薄膜半导体研究进展及其应用前景[J];半导体技术;1997年04期
2 黄天斌,刘敬明,钟国仿,唐伟忠,佟玉梅,吕反修;大面积无衬底自支撑金刚石厚膜沉积[J];北京科技大学学报;2000年03期
3 苏堤,陈本敬;金刚石薄膜的应用[J];材料导报;1995年05期
4 齐亚范;红外光学窗口和罩材料的最新进展[J];材料导报;1996年03期
5 方容川,常超,廖源,叶祉渊,薛剑耿,王冠中,马玉蓉,尚乃贵,牛晓滨,王代冕,吴气虹,揭建胜;计算机编程控制CVD金刚石膜生长系统的研制与应用[J];材料导报;2001年01期
6 梁镇海,许文林,孙彦平;焦化含酚废水在Ti/PbO_2电极上的氧化处理[J];稀有金属材料与工程;1996年03期
7 贾宇明,杨邦朝,李言荣,郑昌琼,苟立,冉均国;掺硼金刚石膜的热敏特性[J];材料研究学报;1996年04期
8 张招贤,黄斌,李海涛;活性涂层钛阳极阳极过程动力学研究[J];广东有色金属学报;1995年01期
9 张宏志,姚英学,陈朔东,黄树涛;CVD金刚石厚膜焊接刀具的制造及切削性能[J];工具技术;1997年06期
10 王西彬;金刚石刀具高速精密切削加工的研究[J];工具技术;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李学敏;金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究[D];清华大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张小平;用甲醇-氢混合气源在不锈钢上生长金刚石薄膜的研究[J];高压物理学报;1996年03期
2 赵南方,杨巧勤,赵立华,李德意,肖汉宁;热丝CVD法金刚石薄膜宏观内应力分析[J];矿冶工程;1998年03期
3 ;其它[J];中国光学与应用光学文摘;1998年04期
4 ;金刚石薄膜开发取得突破[J];炭素技术;2001年02期
5 黄树涛,姚英学,于宏,李剑锋,袁哲俊;金刚石薄膜在硬质合金基体上的生长及附着强度研究[J];人工晶体学报;2004年06期
6 匡同春,刘正义,代明江,周克崧,王德政;金刚石薄膜涂层硬质合金刀具的界面表征[J];无机材料学报;1998年05期
7 茅东升,赵俊,李炜,王曦,柳襄怀,诸玉坤,周江云,范忠,李琼,徐静芳;金刚石薄膜电子场发射研究进展[J];材料导报;1998年06期
8 方亮,王万录,王健,廖克俊,丁培道;金刚石薄膜内应力研究现状[J];材料导报;1999年06期
9 杨保和,常明,杨晓萍,呈晓国;金刚石薄膜压力传感器的研究[J];材料导报;2000年08期
10 黄扬风,马志斌,汪建华,梅文明;Cu和Cu/Ti过渡层对金刚石薄膜附着力的影响[J];材料保护;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢扩军;季天仁;王志红;;大功率电真空器件陶瓷介质杆沉积金刚石薄膜研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年
2 杨洁;申彩霞;刘旺盛;王成新;刘洪武;;不同重力取向对金刚石薄膜生长的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 蒋瑞亭;;金刚石薄膜的国内外发展概况[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
4 荘志诚;张志明;张伟东;竺品芳;;金刚石薄膜中碳键的喇曼光谱[A];中国物理学会光散射专业委员会成立十周年暨第六届学术会议论文集(上)[C];1991年
5 刘忠伟;孙滨如;张保军;周越;;红外反射谱法测量金刚石薄膜的厚度和折射率[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
6 邹广田;于三;;气相合成金刚石薄膜的研究进展[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
7 王士红;皇甫萍;金曾孙;吕宪义;邹广田;;金刚石薄膜与衬底间过渡层结构特性的研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
8 何金田;张兵临;王建恩;沈书泊;宋好奇;;用化学气相沉积法制备金刚石薄膜时氢的分步刻蚀效应[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
9 孙方宏;张志明;沈荷生;陈明;;高性能复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备和应用研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
10 茅东升;王曦;李炜;柳襄怀;;金刚石薄膜电子场发射研究进展[A];华东三省一市第三届真空学术交流会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴琼;引人瞩目的新材料金刚石薄膜[N];中国电子报;2000年
2 记者 周文斌;我金刚石薄膜技术达世界先进水平[N];光明日报;2001年
3 吴琼;新型电子材料[N];北京电子报;2000年
4 刘苒;我国金刚石薄膜开发取得重大进展[N];科技日报;2001年
5 金展;中国金刚石薄膜开发获重大进展[N];中国有色金属报;2002年
6 ;成都理工大学:打造先进金刚石薄膜实验室[N];人民日报海外版;2003年
7 科新;强磁场下纳米金刚石薄膜的制备技术项目通过验收[N];中国建材报;2008年
8 钟才伦;纳米级金刚石镀膜为多种材质作“外衣”[N];中国有色金属报;2003年
9 本报记者 刘肖勇 通讯员 刘楚珠;打造显示技术创新中心[N];广东科技报;2010年
10 记者 范春生;小企业涉足高科技要有风险意识[N];新华每日电讯;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄健;基于自支撑金刚石薄膜的晶体管和紫外探测器制备与性能研究[D];上海大学;2010年
2 王小平;金刚石薄膜电致发光特性研究[D];郑州大学;2002年
3 沈彬;超光滑金刚石复合薄膜的制备、摩擦学性能及应用研究[D];上海交通大学;2009年
4 魏秋平;钢基CVD金刚石薄膜的制备、微结构及其机械性能的研究[D];中南大学;2011年
5 蔡让岐;微波等离子体 CVD纳米金刚石场致电子发射研究[D];兰州大学;2002年
6 骆金龙;CVD金刚石薄膜的制备及其特性和器件化研究[D];复旦大学;2005年
7 王兵;新型医用辐射剂量计金刚石膜的制备及性能研究[D];四川大学;2003年
8 许龙山;碳纳米材料的制备及其在复合材料中的应用[D];湖南大学;2009年
9 宋航;碳纳米管及相关材料场发射显示研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
10 刘燕燕;微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的电子显微学分析[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李正学;硼掺杂金刚石薄膜的制备、电化学性能及表面修饰研究[D];南京理工大学;2012年
2 张东灿;金刚石薄膜和类金刚石薄膜摩擦学性能试验及其应用研究[D];上海交通大学;2010年
3 王莎莎;金刚石薄膜的制备及其平坦化研究[D];天津理工大学;2011年
4 张聪聪;掺硼金刚石薄膜的制备及电化学性能研究[D];天津理工大学;2013年
5 石利忠;图形化纳米金刚石薄膜的制备及表面氢吸附的研究[D];河北大学;2009年
6 杜丽丽;钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备与电化学研究[D];吉林大学;2011年
7 孔祥飞;金刚石在海洋营养盐红外吸收检测中的应用研究[D];中国海洋大学;2012年
8 王健;铌基CVD金刚石薄膜的制备、掺杂及其电化学性能的研究[D];中南大学;2011年
9 田成璐;BDD/Ti多孔复合膜制备关键技术研究[D];天津理工大学;2013年
10 王玲;W18Cr4V高速钢基体金刚石薄膜的研究[D];中南大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026