薄膜物理學(xué)實驗報告

1、薄膜物理學(xué)實驗報告實驗一、旋涂法制備薄膜一、實驗原理旋涂法利用儀器高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使基片上的膠液由 中心向四周均勻擴散而形成致密薄膜。實驗用到的原料需要提前 制備且一般為溶液，實驗上常見的是使用溶膠-凝膠法作為薄膜材 料的之輩手段，本次實驗是使用現(xiàn)成的或制備較為簡單的溶液。二、材料準(zhǔn)備（一）實驗原料：面粉、雞蛋清、三級水（二）溶液制備 稱取適量的面粉放置燒杯中，加入50mL三 級水，攪拌均勻，得到面粉膠體溶液；在燒杯中加入適量的雞蛋清，加入適量三級水，攪拌均勻， 得到雞蛋清膠體溶液。三、實驗過程（一）用玻璃棒沾取膠體溶液涂覆于載玻片上；（二）開啟真空泵，將載玻片牢牢吸附于勻膠機的樣品臺

2、上，蓋上保護(hù)蓋；（三）根據(jù)所用溶液的粘稠度、附著性選擇轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時 間，啟動勻膠機；（四）關(guān)閉真空泵，用鑲子將載玻片取出，防止到顯微鏡下觀察成膜情況。四、注意事項在勻膠機運行過程中不宜開啟保護(hù)蓋，溶液應(yīng)該多次涂覆以 保證成膜的質(zhì)量。實驗二、提拉法制備薄膜一、實驗原理浸漬提拉法是將整個洗凈的基板浸入預(yù)先制備好的溶膠之 中，然后以精準(zhǔn)控制的均勻速度將基板平穩(wěn)地從溶膠中提拉出 來，在粘度和重力作用下基板表面形成一層均勻的液膜，緊接著 溶劑迅速蒸發(fā)，于是附著在基板表面的溶膠迅速凝膠化形成一層 凝膠膜。二、材料準(zhǔn)備（一）實驗原料：面粉、雞蛋清、三級水（二）溶液制備 稱取適量的面粉放置燒杯中，加入50mL

3、三 級水，攪拌均勻，得到面粉膠體溶液；在燒杯中加入適量的雞蛋清，加入適量三級水，攪拌均勻， 得到雞蛋清膠體溶液。三、實驗過程將配置好的面粉清導(dǎo)入小燒杯；打開鍍膜提拉機電源，取一 塊干凈的載玻片用夾具夾住其1/3處；設(shè)置提拉機參數(shù)，提拉速 度設(shè)置為20mm/min,提拉高度60mm,浸漬速度為20mm/min,浸漬 時間30s鍍膜次數(shù)設(shè)置為四次，鍍膜間隔30s,點擊 “開始”按 鈕，開始鍍膜；鍍膜完成后取下載玻片，放到顯微鏡下觀察。將 面粉清換成液體膠，重復(fù)上述過程，獲得液體膠薄膜。最后將旋涂法及提拉法獲得的薄膜基片放到烘箱6（TC烘干一 個小時取出，得到薄膜樣品。實驗三、層層自組裝法制備薄膜一

4、、實驗原理層層自組裝是利用逐層交替沉積的方法，借助各層分子間的 弱相互作用（如靜電引力、氫鍵、配位鍵等），使層與層自發(fā)地 締和形成結(jié)構(gòu)完整、性能穩(wěn)定、具有某種特定功能的分子聚集體 或超分子結(jié)構(gòu)的過程。二、材料準(zhǔn)備（一）實驗原料：VB2、膠水、三級水（二）實驗儀器：傅里葉紅外光譜儀、載玻片、烘干機、燒 杯、玻璃棒（三）VB2加入適量三級水調(diào)制成VB2溶液；膠水加入適量三 級水制成膠體溶液。三、實驗過程（一）將載玻片放入傅里葉紅外儀測量吸收光譜；（二）將載玻片浸漬在VB2溶液中，取出，用烘干機緩慢烘 干溶液，進(jìn)行（一）過程；（三）將載玻片浸漬在聚乙烯醇溶液中，取出，用烘干機緩 慢烘干溶液，進(jìn)行（一

5、）過程；（四）交替進(jìn)行（二）（三）過程，以達(dá)到層層自組裝的目 的。四、層層自組裝實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析數(shù)據(jù)處理利用Excel處理合成，由下圖15層薄膜的圖像可以 看出，以空白組作為對比，發(fā)現(xiàn)第一層VB2和第二層曲線和其他 層有很大不同，且這兩組曲線有一部分呈現(xiàn)負(fù)吸光度，推測這是 因為分子排列散亂導(dǎo)致薄膜未成型。從第三層開始，我們可以明 顯看到隨著薄膜層數(shù)增加，吸光度呈現(xiàn)線性增長的趨勢。根據(jù)朗 伯一比爾定律，在同一組分下，各組分吸光度具有加和性，即這與實驗獲得圖像比較符合。圖像分析我們可以看到在360nm 到530nm出出現(xiàn)一個矮寬峰，說明該組裝薄膜主要吸收該范圍的 光，此范圍后吸光度逐漸下降。從曲線看，譜線不是特別平滑， 有些許小尖峰（這里排除Absl、2）,我猜測是分子振動引起微 擾，產(chǎn)生噪聲，最終導(dǎo)致譜線出現(xiàn)小尖峰。圖1層層自組裝圖像圖2 VB2圖像 圖3液體膠圖像 觀察圖2,在波數(shù)