不同材料於奈米構築學中的排列會有相當特別的立體幾何學，結合兩種不同金屬奈米粒子將會形成新穎的奈米複合材料。本實驗基於此概念，嘗試合成以 Brust-Schiffrin 兩相法所製備的烷基硫醇為保護劑之金奈米粒子，以及本實驗開發改良的ㄧ步驟合成法所製備的烷基羧酸為保護劑之銀奈米粒子，做為超晶格結構的研究對象。
　　本實驗並嘗試開發高利用價值的金屬導電薄膜，研究以烷羧酸基為保護劑之銀奈米粒子的膠體溶液，於單晶矽晶圓上進行旋轉塗佈之薄膜製程，經熱處理（10 % 氫氣 + 90 % 氮氣的氛圍下，300 ℃ 持溫 1 小時）的燒結後，可形成膜厚約 0.7 μm、電阻率為 6.097 μΩ•cm 的高導電性純銀薄膜，未來期望可以噴墨技術應用於電子元件中的微奈米導線之製備。
　　此外更利用一系列的 TEM、PXRD、UV-Visible、NMR、FT-IR、ESCA、TGA、TA-MS、EI-MS、SEM 等儀器，做為金與銀奈米粒子性質及型態上的鑑定。
　　本實驗室並期望藉由具有分子辨識功能之橋接分子，促使金與銀奈米粒子自發性相互連接，形成規律且交錯排列的二元超晶格結構，成為「真正奈米尺度」的金/銀合金材料。

　Complex nano-architectures of different materials have very interesting geometry. Combining different metallic nanoparticles should allow the manufacture of novel nanocomposite materials with a plethora of exploitable electronic, optical, and magnetic properties.
　Thiolate-capped Au nanoparticles prepared by Brust-Schiffrin two phase method and carboxylate-capped Ag nanoparticles prepared by our one-step synthetic method are reported.
　We also developed and prepared Ag colloidal solution which can be used to form a high valuable conductive thin film by spin coating on Si wafer. Specific resistivity of 6.097 μΩ•cm for the silver metallic film (0.7 μm) on the Si wafer can be simply produced by thermal annealing of Ag MPCs film under an atmosphere of 10 % H2-90 % N2 at 300 ℃ for 1 h. Furthermore, it can be applied to make a micro-circuit by ink-jet printing technique.
　The characterizations of TEM, PXRD, UV-Visible, NMR, FT-IR, ESCA, TGA, TA-MS, EI-MS and SEM of Au and Ag nanoparticles are described.
　We hope the thiolate-capped Au nanoparticles and carboxylate-capped Ag nanoparticles could spontaneously self-connect to form the nanoscale alloy superlattice structure by the molecular recognizable bifuctional linkage.

目錄
目錄 i
圖目錄 iv
表目錄 ix
附錄圖目錄 x

第壹章 緒論
1-1 金屬奈米粒子的發展與應用 1
1-1-1 分子自組裝單層薄膜 3
1-1-2 單層分子保護之奈米團簇 5
1-2 金屬奈米粒子 8
1-2-1 金屬奈米粒子製備方法與生長原理之簡介 8
1-2-2 以烷基硫醇為保護劑之金奈米粒子 10
1-2-2-1 金奈米粒子之均勻化反應 12
1-2-2-2金奈米粒子之置換反應 14
1-2-3 以烷基硫醇為保護劑之銀奈米粒子 16
1-2-4 以烷基羧酸為保護劑之銀奈米粒子 17
1-3 超晶格陣列 20
1-3-1 無橋接介質之奈米粒子的排列 21
1-3-1-1 奈米粒子之二維規則排列 21
1-3-1-2 奈米粒子之三維規則排列 24
1-3-2 有橋接介質之奈米粒子的排列 25
1-3-2-1 以氫鍵方式連接之奈米粒子 25
1-3-2-2 以共價鍵方式連接之奈米粒子 29
1-4 超晶格結構之特殊鑑定 31
1-5 研究目標 33

第貳章 實驗
2-1 藥品部份 34
2-2 合成部份 36
2-2-1 實驗流程圖 36
2-2-1-1 超晶格陣列 36
2-2-1-2 正癸基羧酸為保護劑之銀奈米粒子的應用 37
2-2-1-3 合成反應方程式 38
2-2-2 合成以正癸基羧酸作為保護劑之銀奈米粒子（AgO2C10） 39
2-2-3 合成以正辛基硫醇作為保護劑之金奈米粒子（AuSC8） 41
2-2-4 金奈米粒子的均勻化反應（AuSC8-Us） 43
2-2-5 金奈米粒子均勻化後的置換反應（AuSC8-Us-MHA） 44
2-3 儀器與樣品製備部份 45
2-3-1 解析型掃描穿透式電子顯微鏡（TEM） 45
2-3-2 粉末 X 光繞射儀（PXRD） 46
2-3-3 紫外/可見吸收光譜儀（UV-Visible） 46
2-3-4 高磁場液態核磁共振光譜儀（NMR） 46
2-3-5 霍氏轉換紅外光譜儀（FT-IR） 47
2-3-6 化學分析電子能譜儀（ESCA） 47
2-3-7 熱重分析儀（TGA） 48
2-3-8 熱分析質譜儀（TA-MS） 49
2-3-9 霍氏轉換質譜儀（FT-MS） 49
2-3-10 掃描式電子顯微鏡（SEM） 50
2-3-11 四點探針 (Four-Point Probe) 50

第參章 結果與討論
3-1 金與銀奈米粒子的合成構想與設計 52
3-1-1 超晶格陣列 52
3-1-2 正癸基羧酸為保護劑之銀奈米粒子的合成構想 54
3-1-3 正癸基羧酸為保護劑之銀奈米粒子的應用 57
3-2 正癸基羧酸為保護劑之銀奈米粒子 58
3-2-1 穿透式電子顯微鏡影像 58
3-2-2 粉末 X 光繞射圖譜 68
3-2-3 紫外/可見吸收光譜 69
3-2-4 核磁共振光譜 70
3-2-5 紅外線光譜 73
3-2-6 化學分析電子能譜 75
3-2-7 熱重分析 81
3-2-8 熱分析質譜 85
3-2-9 銀奈米薄膜的製備與導電性質測定 90
3-3 正辛基硫醇為保護劑之金奈米粒子 94
3-3-1 以AuSC8 進行均勻化反應形成 AuSC8-Us 94
3-3-2 以AuSC8¬ 進行置換反應形成 AuSC8-MHA 98
3-3-3 以 AuSC8-Us 進行均勻化及置換反應形成 AuSC8-Us-MHA 102
3-4 金與銀奈米粒子之超晶格研究 104

第肆章 結論 106

第伍章 未來展望 108

第陸章 參考文獻 110

附錄 116

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