有機分子官能化的Si(111)表面

Abstract

由共價鍵在矽表面上形成強鍵結的有機分子單層膜，可以在矽表面上任意改變矽表面的特性，使其具有鈍化、抗腐蝕或其他性質，以提供在化學、材料或生物的領域上有進一步的應用。 在本篇研究中，將討論藉由Grignard試劑在矽(111)表面上製成的有機分子單層膜的特性，以XPS能譜鑑定矽基材與有機分子薄膜的元素組成，確定製備的薄膜品質。再以角解析NEXAFS光譜測量有機分子在矽表面的排列位向，觀察這樣的分子單層膜，是否會如一般的自組裝薄膜一樣，藉由分子間的凡得瓦作用力，在表面上排列成規則有序的結構。而談論分子的有序規則排列，需以平坦的基材為前提，因此我們須先以STM測量表面平整度在每一個步驟前後的變化，才能確定討論的分子排列不受表面型態的變化所影響。 從實驗的結果中，我們首先發現這樣的製備方法並不會對矽單晶的表面型態造成變化。送入超高真空進行XPS實驗後，確定樣品表面的組成是均勻的有機分子單層膜；但在NEXAFS的結果中，由於角解析光譜的結果並未有顯著的差異，因此我們推測以Grignard試劑在矽(111)表面所製成的有機分子單層膜，其排列位向並沒有想像中如分子自組裝薄膜一樣的易於控制。