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研究生： 莊培佑
論文名稱： 烷基碘在Ge(1 0 0)表面上之吸附及熱分解反應
Adsorption and Thermal Decomposition
指導教授： 洪偉修
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 102
中文關鍵詞： 鍺金屬
論文種類： 學術論文
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    • 利用程溫脫附儀(TPD)及光電子能譜儀(XPS)來探測水(H2O)及烷基碘(R–I，R = CH3，C2H5及C4H9)在鍺晶體表面上的吸附及熱分解反應。TPD是用來偵測表面上經由熱分解而脫附的產物，而XPS是用來鑑定熱分解過程中的表面化學組態。
    在105K時，水曝露到鍺表面即會斷氫氧鍵，形成表面氫氧基及表面氫。水在鍺金屬表面脫附反應之產物為H2O、H2及GeO。短鏈的烷基碘會於鍺金屬表面進行分解反應，較容易形成表面烷基以及碘原子吸附。105K時，甲基碘分子在表面上即會分解為甲基和碘原子，其中乙基碘及丁基碘將以分子型態吸附於表面上並且解離於105 K。於程序升溫200 至370 K，乙基碘及丁基碘之化學吸附部分將形成表面乙基及丁基，並且進行β-hydride elimination生成乙烯及丁烯於大約550 K 之時。甲基則會行disproportionation反應結合其他甲基的氫原子形成甲烷脫附，再者其中部分的甲基將自行直接脫附於720 K。
    表面的碘原子，則會和氫原子結合形成氣態的碘化氫同時在650 K 以及720 K下脫附，部分存在於鍺金屬表面的碘原子則會選擇自行直接脫附於720 K，同時當反應升溫至770 K，其表面仍具有殘留的碳原子及少數的碘原子。

    序論--------------------------------------------------------------------------------1 鍺晶片的應用-----------------------------------------------------------1 表面重組------------------------------------------------------------------5 鍺表面上的鈍化反應-------------------------------------------------9 1.3.1 鍺表面上的鈍化反應-----------------------------------------9 A. 氯的鈍化反應---------------------------------------------10 B. 氫的鈍化反應---------------------------------------------10 C. 鍺金屬表面氧化------------------------------------------11 D. 成環反應---------------------------------------------------12 E. 濕化學針對鍺金屬表面改植技術---------------------14 (a) Grignard Reagent------------------------------------------------14 (b) Alkanethiol Reaction--------------------------------------------15 (c) Hydrogermylation Reaction------------------------------------16 實驗部分--------------------------------------------------------------------------13 1.1 實驗儀器-------------------------------------------------------------18 1.1.1 超高真空系統------------------------------------------------18 1.1.2 實驗組件------------------------------------------------------19 1.2 表面分析技術-------------------------------------------------------20 1.2.1 同步輻射X-ray光電子能譜-------------------------------21 1.2.2 程序控溫脫附------------------------------------------------28 1.3 實驗步驟 -----------------------------------------------------------31 1.3.1 Ge(100)單晶的設置與表面清潔---------------------------34 1.3.2 藥品清單與純化---------------------------------------------35 第一章 水分子在Ge(100)表面上的吸附與熱分解----------------------36 第二章 烷基碘在Ge(100)表面的吸附與熱分解-------------------------48 2.1 甲基碘於Ge(100)表面的吸附及熱分解-----------------------48 2.2 甲基碘於Ge (1 0 0)及Si(1 0 0)表面反應之比較------------60 2.3 乙基碘Ge(100)表面的吸附及熱分解-----------------------63 2.4 丁基碘Ge(100)表面的吸附及熱分解-----------------------75 2.5 不同烷基碘性質之比較-------------------------------------------85 2.6 硫化氫雨水分子在鍺金屬表面之比較------------------------91 2.7 水分子在鍺金屬及矽晶片之比較-------------------------------95 結論--------------------------------------------------------------------------------98 參考文獻------------------------------------------------------------------------101

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