化学镀铜技术的最新进展

概述了国内外关于超级化学镀铜填充技术的最新研究成果,主要包括应用于半导体铜互连线工艺的化学镀铜和以次磷酸钠作还原剂的无甲醛化学镀铜。介绍了不同添加剂在超级化学镀铜填充中的作用机理以及存在的问题,并提出了今后的研究方向。

双钙钛矿型La2CuMnO6的化学溶液法合成和结构表征

利用化学溶液法制备了La2CuMnO6氧化物粉体和块材,并与固态反应法所制得的样品作了比较。利用热重分析(TG)对化学溶液法前驱体混合物的热分解过程进行研究,确定了预分解温度;利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对两种方法合成的La2CuMnO6氧化物的相组成和形貌结构进行了表征。结果表明,选择合适的前驱体La(CH3COO)3.1.5H2O、Cu(CH3COO)2.1.0H2O、Mn(CH3COO)2.4.0H2O,利用化学溶液法可以在较低温度和较短时间热处理得到单相的La2CuMnO6氧化物,其晶粒平均尺寸约为200nm。

化学溶液沉积法制备涂层导体阻隔层用钨盐前驱体的制备和筛选

制备了[(n-C_4H_9)_4N]_2[W_6O_(19)]、过氧钨酸衍生物(APTA)和[(n-C_8H_(17))_2NH_2]_2[W_4O_(13)]3种有机钨盐,研究了这几种盐在不同溶剂中的溶解性、溶液的稳定性以及在钇稳定氧化锆(YSZ)基片上的润湿性。研究发现:[(n-C_8H_(17))_2NH_2]_2[W_4O_(13)]在丙酸中具有溶解性良好、溶液稳定性高及润湿性好的特点,而且与其它金属盐前驱体在丙酸中的配伍性好。因此,选择[(n-C_8H_(17))_2NH_2]_2[W_4O_(13)]作为钨盐的前驱体,使我们尝试用化学溶液沉积法制备涂层导体的钨基双钙钛矿薄膜阻隔层成为可能。

化学溶液沉积法La_2CuMnO_6缓冲层薄膜的制备与结构表征

根据镧、铜及锰盐在不同溶剂中的溶解性,选择合适的溶剂及镧、铜及锰盐为前驱体,配制成前驱溶液进行润湿性、稳定性及不同衬底热处理实验,成功筛选出制备La2CuMnO6(LCMO)缓冲层薄膜的前驱体,利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对化学溶液沉积法(CSD)合成的La2CuMnO6薄膜的相组成和形貌结构进行了表征。结果表明,选择合适的前驱体(La(CH3COO)3·1.5H2O、Cu(CH3COO)2·1.0H2O、Mn(CH3COO)2·4.0H2O)及SrTiO3(STO)(100)衬底,在1000℃、保温时间3h、空气气氛及总离子浓度为1.0mol/L工艺条件下制备的La2CuMnO6薄膜具有很好的c轴织构,薄膜表面较平整、均匀、无裂纹、无孔洞,分布均匀且排列致密,完全满足缓冲层对薄膜的要求。

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶,并以其作为微反应器,通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO2-Fe3O4-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球.实验结果表明,复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe3O4和SiO2的沉积量有关.在微球表面进行修饰,可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料.将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.

芘在玻璃基片表面的单层组装及其对有机铜盐的选择性传感

将多环芳烃芘经含三乙基四胺结构的连接臂化学单层组装于玻璃基质表面,制备了一种荧光薄膜材料.荧光测量结果表明,醋酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜等有机铜盐可以显著猝灭薄膜荧光,而且猝灭过程可逆;硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等无机铜盐对薄膜荧光影响不大;醋酸锌、醋酸铅、醋酸钴、醋酸镍等其它醋酸盐对有机铜盐的检测影响轻微.荧光寿命测定表明,醋酸铜对上述薄膜荧光的猝灭遵循静态猝灭机制.

NiTi合金表面液相阴极等离子体沉积氧化铝陶瓷涂层的研究

在NiTi合金表面通过液相阴极等离子体技术制备了氧化铝(Al2O3)陶瓷涂层。采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的相组成以及表面形貌进行了表征和分析,证实在材料表面形成了由α-Al2O3和γ-Al2O3组成的涂层,发现涂层具有粗糙多孔结构。在模拟体液中对NiTi合金的Ni离子释放情况进行了检测,发现液相阴极等离子体改性后显著降低了Ni离子的释放。为NiTi合金植入体的表面改性提供了一条新途径。

铝及其氮化物表面干法氧化的研究进展

介绍了铝及其氮化物表面干法氧化的研究现状及发展前景。总结了不同氧化方法对铝氧化膜性质的影响,并对采用干法制备铝氧化膜及氮氧化膜技术的发展前景进行了展望,指出采用铝表面的热氧化、多组分等离子氧化制备铝氧化膜或氮氧化膜将成为铝氧化技术新的发展方向。

Ce掺杂TiO_2/SiO_2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子。并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能。结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiO2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展。与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能。Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg。

低温热处理对TFA-MOD技术制备YBCO超导薄膜的影响

采用三氟乙酸盐-金属有机沉积(TFA-MOD)技术在LaAlO3(001)单晶衬底上沉积YBa2Cu3O7-x(YB-CO)超导薄膜,研究了低温热处理条件(涂覆环境相对湿度和升温速度)对前驱膜形貌和YBCO超导膜的影响。从金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察可以看出,高涂覆环境相对湿度是引起前驱膜出现宏观裂纹的主要原因,前驱膜分解速度过快会造成薄膜中出现褶皱和微观裂纹,前驱膜出现不完整性形貌将会影响YBCO薄膜的成相、形貌和性能。通过优化低温热处理条件,获得了表面形貌完整的前驱膜,避免了在高温成相阶段中出现杂相,提高了涂层导体的超导性能,77K时Jc可超过2.0MA/cm2。

稀土配合物[Nd(o-NO_2-C_6H_4COO)_3(DMF)_2]_2的合成及其晶体结构

合成了一种新的双核倒反中心的稀土钕配合物[Nd(o-NO_2-C_6H_4COO)_3(DMF)_2]_2.通过元素分析,核磁共振谱和红外光谱对配合物的组成和结构进行了表征,用热重分析研究了该配合物的热稳定性.用X射线单晶衍射法测定了其晶体的结构,钕配合物[Nd(o-NO_2-C_6H_4COO)_3(DMF)_2]_2晶体属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数α=1.18652(12)nm,b= 1.24784(13)nm,c=1.29958(13)nm,α=64.220(1)°,β=66.306(1)°,γ=71.825(1)°,V=1.5645(3)nm^3,D_c=2.167 mg/m^3,Z=2,μ=3.415mm^(-1),F(000)=986.配合物中每个Nd(Ⅲ)被4个邻硝基苯甲酸根桥联,Nd(Ⅲ)的配位数为8,配位原子分别来自于5个邻硝基苯甲酸羧酸根的6个氧原子和2个DMF的羰基氧原子.配合物中的氢键和π…π堆积作用使其成为三维立体结构,同时发现了标题配合物固体具有光致发光现象,发光性能测试表明该配合物具有很好的荧光性质。

1-(2,4-二氨基苯氧基)-3,6-萘二磺酸的简便合成

以1-萘酚-3,6-二磺酸钠和2,4-二硝基氟苯为原料,通过亲核取代反应制备出侧链磺化二硝基化合物,再经SnCl2/HCl还原反应得到侧链型磺化二胺1-(2,4-二氨基苯氧基)-3,6-萘二磺酸,两步反应总收率为32%。产物结构经IR、1HNMR确认。亲核取代反应的条件研究表明,在二甲基亚砜中室温反应24 h,可制备出液相色谱纯度为98%的侧链磺化二硝基化合物,反应收率为50%。

温敏性P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物的合成、表征与胶束行为

以AIBN为引发剂,AET·HCl为链转移剂,通过自由基聚合制备了具有温敏性的P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物.通过NMR、FTIR和GPC分析研究了生成的接枝共聚物的化学结构、相对分子质量及相对分子质量分布;利用DLS和TEM手段对产物的粒子尺寸、分布及其形貌进行了研究;利用透光率及表面张力测定研究了其温敏行为及胶束化行为.实验结果表明,合成的P(NIPAM-co-NMAM)-g-(PLLA-g-MAAH)接枝共聚物在水溶液中形成近似球形胶束,平均粒子尺寸约20 nm,具有最低临界溶液温度约42℃,临界胶束浓度约28 mg/L.MTT试验表明合成的共聚物无细胞毒性或有轻微毒性,有望成为一种有潜力的生物医用材料.

杯[4]芳烃乙酸／TiO2的制备及其光催化活性

以Ti(OBu)4和杯[4]芳烃乙酸为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2含量的杯[4]芳烃乙酸/TiO2(CA/TiO2)材料。通过FT-IR测试表明,材料中有机无机两相间存在着化学键,并通过XRD对材料的结构进行表征。为了测试材料的光催化性能,以甲基橙溶液为模拟水样,进行了光催化降解的对比实验。结果表明:当TiO2的含量为50%(wt,下同)时,材料有机无机两相相容性和光催化性能最优。

超级化学镀铜填充微道沟的研究

超级化学铜填充技术不仅可以应用于半导体超大集成电路铜互连线,而且可以应用于三维封装.研究了不同浓度、不同分子量的PEG对以甲醛为还原剂的化学镀铜溶液中铜的沉积速率的影响.随着添加剂PEG浓度和分子量的增大,化学铜的沉积速率明显降低.电化学研究结果表明PEG通过抑制甲醛的氧化反应降低化学铜的沉积速率,PEG分子量越大,对化学铜的抑制作用越强.利用PEG-6000对化学铜的抑制作用和在溶液中低的扩散系数,采用添加PEG-6000的化学镀铜溶液,成功地实现了宽度在0.2μm以下微道沟的超级化学填充.就PEG的分子量、微道沟的深径比等因素对超级化学铜填充的影响也做了研究.

胆酸超分子凝胶化学

胆酸来源丰富,价格低廉,在生命过程中发挥着重要的作用。与胆固醇不同,胆酸以其结构和修饰途径的多样性,以及独特的双亲结构备受超分子化学工作者关注。近年来以胆酸为基本构筑单元的小分子胶凝剂创制及其相关凝胶的研究取得了重要的进展。本文从胆酸衍生物结构设计到胆酸衍生物凝胶构建,概要介绍了胆酸超分子凝胶及其性能研究进展。在此基础上,简要阐述胆酸超分子凝胶材料的潜在应用。

多孔微晶炭的制备及储锂性能研究

将AR树脂液相炭化、高温炭化后,通过KOH活化及氢气还原制备了多孔微晶炭。采用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了炭化、活化及氢气还原样品的孔结构、微晶结构和表面化学性质,并通过恒电流充放电测试和循环伏安测试研究了该材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。研究结果表明:炭化样品首次可逆比容量为565.6 mAh/g,活化样品高达925.3 mAh/g,但循环性能欠佳;经氢气还原后首次可逆比容量仍可达684.0 mAh/g,30次循环后维持在约600 mAh/g,具有很好的循环性能。

金属有机沉积法制备La_2CuMnO_6缓冲层薄膜及其结构表征

利用热重分析(TG)对化学溶液法前驱体混合物的热分解过程进行研究,确定了预分解温度;利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对金属有机沉积法(MOD)合成的La2CuMnO6薄膜的相组成和形貌结构进行了表征。结果表明,选择合适的前驱体La(CH3COO)3.1.5H2O、Cu(CH3COO)2.1.0H2O、Mn(CH3COO)2.4.0H2O,在1000℃、保温时间3h、SrTiO3(STO)(100)、Ar-4%H2气氛及总离子浓度1.0mol/L的工艺条件下制备的La2CuMnO6薄膜具有很好的c轴织构,薄膜表面较平整、均匀、无裂纹、无孔洞,分布均匀且排列致密,完全满足缓冲层对薄膜的要求。

钐-对苯二甲酸-1,10-菲咯啉三元配合物的合成及光学性能

60℃下,在体积比为1∶1的乙醇水溶液中,采用常规溶液法合成了钐(Sm)-对苯二甲酸(1,4-H2bdc)-1,10-菲咯啉(phen)三元配合物。利用元素分析(EA)、红外光谱(FTIR)、热分析(DSC-TGA)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(FS)等分析手段对配合物的组成和光学性能进行了分析与表征。结果表明,对苯二甲酸的羧基氧原子和1,10-菲咯啉的氮原子均与Sm3+配位,三元配合物的组成为Sm(1,4-Hbdc)phen.2H2O,并具有荧光性能。

酶启动和调控自组装超分子水凝胶

超分子间的弱相互作用使自组装超分子水凝胶的结构比较容易改变。用酶启动和调控超分子水凝胶的自组装不仅能在原位上对超分子水凝胶结构进行调整和控制,而且具有很好的生物选择性,有望制造出生物医学上所需要的材料,并能够控制生物体系中一些重要的生物过程。本文对酶启动和调控自组装超分子水凝胶的两类过程进行了总结,并以磷酸酯酶、β-内酰胺酶、嗜热菌蛋白酶、脂肪酶、基质金属蛋白酶和磷酸酯酶/激酶等酶为例,综述了如何设计和使用酶来启动和调控小分子的自组装超分子水凝胶。