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n型半导体硅电极表面Au的电化学成核机理
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]厦门大学化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门361005
  • 相关基金:国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ03012406); 国家自然科学基金界面电化学创新群体(21321062)及国家自然科学基金(21373172)资助项目
中文摘要:

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中,Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 m V;根据Cottrell方程求得扩散系数D=(1.81±0.14)×10^–4 cm2 s^–1;运用Scharifker-Hills(SH)理论模型对比分析拟合实验结果,表明Au在n型Si表面遵循扩散控制下的三维连续成核机理;通过扫描电子显微镜观察Au初期成核、生长形貌,进一步证实了Au的三维连续成核机制,并讨论了阶跃电位和阶跃时间对Au核形貌和密度的影响.

英文摘要:

Cyclic voltammetry and chronoamperometry have been used to investigate the mechanism of gold electrodeposition on the n-Si(111) electrode surface from a citrate bath, which had successfully applied to directly electroplate a dense gold film on the silicon surface. The results show that Au electrodeposition on the n-type silicon surface is an irreversible process, and the nucleation overpotential reaches 250 m V. According to Cottrell equation, the diffusion coefficient(D) is calculated to be(1.81 ± 0.14) × 10^-4 cm^2 s^-1. The Scharifker-Hills(SH) model was used to analyze the experimental data. Agreement between the fitting curves and the theoretical curves confirms that the nucleation process of Au electrodeposition on the n-type silicon surface follows the progressive nucleation mechanism with three-dimensional growth under diffusion control.To further confirm the progressive nucleation mechanism, scanning electron microscopy(SEM) was used to observe the nucleation and growth of Au deposits at the initial stage of electrodeposition. The SEM results show that the morphology and density of the Au deposits are affected by the electrochemical deposition potential and time.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781