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自组装单分子膜(SAMs)是近30年来发展起来的一种新型的有机超薄膜,在多个领域中广泛应用,如光学、电子学、生物传感技术和机械工程学等,金属表面处理和保护是其重要的工业应用方向之一。通过大量文献调研发现,SAMs的形成受到所选基底、基底与分子间作用力、溶剂等因素的影响,选择长链烷烃衍生物进行自组装并对形成因素进行分析,以及如何表征和模拟SAMs,是本学位论文的研究目标。本论文制备了正十八烷醇与月桂基苯甲酮自组装单分子膜,采用各种仪器分析表征分子膜的结构及其表面性质,进一步研究氢键和范德华作用力对自组装分子成膜的影响。主要完成了以下研究工作：
1.掌握如何操作扫描探针显微镜(SPM),包括扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM),并用STM及AFM技术对制备自组装单分子膜的必需基底-高定向热解石墨(HOPG)及云母进行表征。从而得到各基底的原子图像,为后续实验提供数据支持。
2.制备正十八烷醇(1-Octadecanol)溶液并在HOPG上形成自组装单分子膜。用光电子能谱(XPS),接触角(Contacting Angle)证明其在HOPG上已形成自组装单分子膜：用STM观测其形貌图像及表面结构,从而分析并讨论正十八烷醇在基底上的吸附作用力。
3.制备月桂基苯甲酮(Dodecanophenone)溶液并在HOPG和Au(111)面上形成自组装单分子膜。用光电子能谱(XPS),接触角(Contacting Angle)证明其在HOPG上已形成自组装单分子膜；用STM观测其形貌图像及表面结构,分析并讨论月桂基苯甲酮在HOPG和Au(111)基底上的吸附作用力。
4.对正十八烷醇和月桂基苯甲酮自组装单分子膜进行图像分析与结构模拟,得出长链烷烃衍生物在基底上的可能排列方式,并且就两种物质与基底的不同相互作用力进行分析与比较。