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11-巯基十一烷酸包裹的金纳米颗粒薄膜的二次电子发射

     

摘要

采用改进的Peterk合成法合成11-巯基十一烷酸(Mercaptoundecanoic Acid,MUA)包覆的金纳米颗粒.通过调控MUA与氯金酸质量比,得到分布均匀且稳定性较好的不同粒径(<3 nm)的纳米金颗粒前驱体溶液,进而滴加该溶液形成薄膜.扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观测到薄膜中具有大量微米级的块状集团.同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing Incidence X-ray Diffraction,GIXRD)揭示其具有面外长程有序的超晶格结构;X射线光电子谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)证实薄膜中Au-S键的形成.通过紫外光电子能谱(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy,UPS)进一步发现常温下1.5 nm粒径的薄膜具有比单晶金样品强10倍的优异二次电子发射能力,且发射峰半高宽是单晶金样品的1/4.本研究表明,MUA包覆的金纳米薄膜在电子发射源以及光电探测上具有应用前景.%Background:Functionalized gold nanoparticles with unique localized surface plasmon resonance (LSPR) effects can be used as building blocks for constructing 3D structures towards novel nanoscale electronic or electro-optic devices. Purpose: In this work, we aim to study the structure and photoemission property relationship of the film of 11-mercaptoundecanoic acid-stabilized Au nanoparticles with a diameter less than 3 nm. Methods: Au nanoparticles stabilized by 11-mercaptoundecanoic acid (MUA) with a diameter less than 3 nm are prepared following a modified Peterk's method which is deposited on Cu substrate to prepare thin film. The as-prepared films are characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS), transmission electron microscopy (TEM), and grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD).Results:As shown by the scanning electron microscope (SEM) images, the obtained films of Au nanoparticle with a diameter of 1.8 nm are consisted of micron size blocks. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and XPS indicate that Au-S bonds are successfully formed. Moreover, GIXRD studies show that superlattice structure with strong preferred out-of-plane orientation is formed in the obtained 1.8-nm Au nanoparticle film. While the secondary electron peaks observed in UPS spectrum of all these Au nanoparticles films (with a diameter less than 3 nm) are much stronger than that of Au(111) reference sample, the peak of the 1.5-nm nanoparticle film is the strongest, and is about 10 times of that of Au(111) reference sample.Conclusion:In this study, the film of 1.5-nm MUA-stabilized Au nanoparticles exhibited most enhanced photoemission intensity and had the potential applications in electron sources and photo detectors.

著录项

  • 来源
    《核技术》|2017年第6期|1-8|共8页
  • 作者单位

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院大学 北京 100049;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院大学 北京 100049;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院大学 北京 100049;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院大学 北京 100049;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院大学 北京 100049;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院微观界面物理与探测重点实验室 上海 201800;

    中国科学院上海应用物理研究所张江园区 上海 201204;

    中国科学院微观界面物理与探测重点实验室 上海 201800;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 原子能技术的应用;
  • 关键词

    11-巯基十一烷酸包裹的金纳米颗粒; 超晶格结构; 光电发射;

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