pdnip非晶合金薄膜的制备及其生长机理

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1、浙江大学硕士学位论文摘要Pd40Ni40P20是金属一类金属玻璃体系的典型代表，具有成分简单和玻璃形成能力强的特点。尽管发现Pd40Ni40P20体系已将近30年，有关纳米尺度的Pd40Ni40P20非晶薄膜却鲜有报道。由于独特的尺寸效应和限域效应，因此有关Pd40Ni40P20非晶薄膜的研究工作必定具有重大的理论和实际意义。本文的出发点是通过某种手段制备Pd40Ni40】P20非晶薄膜并理清其生长机理，从而为后续工作打下坚实的基础。本文通过电化学沉积法从简单水溶液中制备厚度在几十至几百纳米范围内的Pd删i40】P20非晶薄膜。本文找到了一套重复率约为70％的P(140Ni

2、40】P20电沉积工艺。PdNiP薄膜成分和性能很大程度上依赖于镀液的pH值。在本文所尝试的范围内，薄膜组分基本上不依赖于镀液浓度。本文粗略描绘了电沉积初期至中期Pd40Ni40P20薄膜的生长行为。电沉积初期Pd优先析出并伴随着剧烈的析氢反应，并进而诱导P导致PdP共沉积。电沉积初期薄膜表明存在疑是氢气泡遗迹的纳米微孔。电沉积中期电化学反应趋于稳定，薄膜成分逐渐接近理想成分，且表面逐渐呈现出弥散的胞状结构。电沉积中期可以认为是伴随析氢反应的Pd诱导PdNiP共沉积过程。该电沉积体系在20s以后趋于稳定，且为电化学反应控制过程。表面动力学粗化是指薄膜生长过程中其表面拓扑形貌

3、的变化。本文简要探讨了电沉积Pd40Ni40P20体系中后期的动力学粗化行为。本文通过AFM得到了高质量Pd40Ni40P20薄膜表面拓扑形貌图像。AFM原始数据通过作者编写的小程序一RougllIlessMNG来得到动力学标度分析所必需的一系列函数值。动力学标度分析表明P(140Ni40P20的粗化过程具有本征奇异标度行为。如果没有疏漏的话，这是首次在电沉积非晶体系及电沉积合金体系中发现本征奇异标度现象。本体系中局∞较大，这是由于电沉积过程中高过电位和大．珈L的缘故。进一步分析表明Pd40Ni40P20的粗化过程中的标度指数与某些KPz普适类分立模型，如Noisercdu

4、cedEden模型和KK模型所得到的标度指数相符合。本文认为电沉积中后期Pd40Ni40P20的生长行为可以归结为受不稳扩散影响的，符合KPz方程的局域侧向生长过程。关键词：电沉积，Pd40Ni40P20，生长机理，原子力显微技术，动力学粗化浙江大学硕士学位论文AbstractPd40Ni40P20，characterizedbysiIIlplecomponentandS仃onggI邪sfomingability'istheprot啊peofmetal·mc协lloidmetallic到as∞s．AfternearlythreedecadesofitsdiScoVery，t

5、herearerarercportson锄orphousP删i40P20filmsdownt0mesoscopicscale．Duct0diIllension锄dconfinementeflbctS，researchworks0n砌。叩housPd40：Ni40P20filmsmustowngrcattheoretical锄dpracticalsignificance．T11eideaofⅡlisworkist0prepare锄。叩housP山0Ni40P20filmsandtoinVestigateitsgro、机hmech锄ism．Thisendeavorwouldbc

6、tllecomerstoneforthefollowingworksonPd40Ni40P20films．AmorphousPd40Ni40P20filmswiththicknessranging舶mtenst0hundredsofr啪ometersareprepared丘omaqueoussolutionsbyelectrochemicaldeposition．ThereproduibilityofthissophiSticatI甜Pd40Ni40P20electrodepositiontechniqueisabout70％．Composition锄dperfomance

7、ofPdNiPfilmsseVerelydependonthepHofelec仃Dlyte，ratherthantheconcentrationofrcactams．Thegr趴玑hbehaViorofPd40Ni40P20intheinitial锄dmiddlestagesisrou曲lyskctchedinthiswork．Intheinitial曲age，Pdisreducedprcferentially仃omtheelec订olyte，whichleadst0drastichydrogcneVolution