清華大學化學系所學位論文
國立清華大學,正常發行
選擇卷期
已選擇0筆
- 學位論文
本論文主要在探討如何透過化學修飾介電層表面來製作高效能的有機場效電晶體，並進而利用電晶體可放大電流訊號之特性，來作為靈敏的氣體偵測器元件。由於氣體偵測器需要操作於相對高溫(～150 ℃)的條件，以利於偵側器能夠持續操作，因此介電層與有機半導體材料的選擇，變得更加嚴苛。本實驗選定酞菁氧鈦(titanyl phthalocyanine, TiOPc)作為半導體材料，其酞菁(phthalocyanine)環熱穩定性佳，且環與環之間的距離可以接近至3.14 Å，因此具有高的載子遷移率。介電層修飾分子則選用磷酸正十八酯(n-octadecylphosphonic acid, ODPA)，並透過於基材上成長氧化鋁薄膜來輔助ODPA形成自組裝單層分子，藉由ODPA熱穩定性優異之特性，於高溫成長高結晶性之TiOPc薄膜，進而提升元件性能。 在薄膜的特性方面，我們運用了多重的實驗技術，如原子力顯微鏡(AFM)、接觸角量測儀(contact angle analyzer)、X光光電子能譜(XPS)、X光繞射(XRD)與近緣X光吸收細微結構能譜術(NEXAFS)等技術對薄膜之表面形貌、親疏水性、表面覆蓋率、晶體結構及分子排列傾角等方面進行探討，並藉由XPS與紫外光光電子能譜(UPS)分析分別探討NO2氣體分子於TiOPc薄膜中之吸附方式、功函數與價帶變化。 ODPA透過NEXAFS與XPS能譜分析得知其熱穩定性約可達至120 ℃且覆蓋率高達90%以上。TiOPc薄膜經由NEXAFS分析發現，於100 ℃時，其分子較為直立，並從XRD結果得知TiOPc形成緊密排列的-phase，使得載子以更高效率於分子間躍遷，提升電洞傳輸效率，其元件之最佳載子遷移率可達1.45x10-1 cm2/Vs。最後將TiOPc薄膜電晶體應用於NO2氣體感測噐，經由量測其電性變化得知於一大氣壓下，其感測NO2氣體分子之偵測極限約為25 ppm，並由XPS與UPS能譜結果得知NO2未曾以化學吸附之方式吸附於TiOPc薄膜，而是以電洞摻雜(hole-doping)方式影響TiOPc，使TiOPc各內殼層電子訊號峰與HOMO能階位置皆往低束縛能方向位移，而此現象主要因其費米能階下沉而造成。綜合上述結果得知TiOPc薄膜成長於熱穩定性優異之ODPA上時，其晶相與元件效能已獲得相當大的改善，並擁有良好的感測NO2氣體分子之能力。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。
- 學位論文
本研究利用1H-1,2,4-triazole取代氨氣作為氮源，在真空環境下製備出氮化鎵以及氮化鎵/氧化鋅固溶體(GaN:ZnO)奈米顆粒，並研究這些奈米顆粒應用於光催化水分解反應之活性。藉由調控製備溫度、起始物比例以及起始物添加順序，我們製備出具不同鋅鎵莫耳比的GaN:ZnO，並利用多種方法對產物進行結構、成份與形貌分析及鑑定。我們發現起始物添加順序對於製備GaN:ZnO結構有很大影響，而所製備的產物中均有殘碳存在，碳則與氮或氧形成鍵結，可能會在結構中形成缺陷。光催化活性量測方面，在450 W汞-氙燈光照下，鋅鎵比為0.28的GaN:ZnO於450 °C空氣煅燒後附載Rh2-yCryO3作為共催化劑，以甲醇為犧牲試劑，在可見光(λ > 400 nm，256 mW cm^-2)下的產氫活性為4.7 μmol h^-1g^-1；而鋅鎵比為0.53的GaN:ZnO奈米顆粒，以硝酸銀為犧牲試劑，在可見光下的產氧活性為39.9 μmol h^-1g^-1。我們製備的GaN:ZnO奈米光觸媒活性較低，可能與樣品中存在的碳與結構缺陷有機會成為電子與電洞的再結合中心，致使電子電洞對無法有效分離有關。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。
- 學位論文
在活性自由基聚合技術中鈷催化自由基聚合 (Cobalt-mediated radical polymerization, CMRP) 可以應用於控制聚合醋酸乙烯酯。但是 CMRP 對一些常見的單體的控制卻不理想，例如甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，而且產物必須進一步純化才能移除鈷金屬錯合物，故本研究提出結合有機鈷催化自由基聚合與原子轉移自由基聚合來合成 PVAc-b-PMMA 以及 PVAc-b-PSty 嵌段共聚物，並能除去聚合物中大部分的有機鈷金屬錯合物。 利用鈷催化劑控制聚合第一段的醋酸乙烯酯形成聚醋酸乙烯酯，而含有鈷金屬的聚醋酸乙烯酯當作 ATRP 中的大分子起始劑 (Macro-initiator)，在60 °C 中大分子起始劑 (Macro-initiator) 的鈷碳鍵斷鍵釋放出自由基並與反應中的單體結合進一步銜接上 ATRP，藉由 ATRP 的平衡機制去控制第二段的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的聚合。與之前的研究相較下，此方法可以不需要修飾第一段大分子起始劑 (Macro-initiator) 鏈的尾端可以更方便合成含醋酸乙烯酯嵌段的共聚物，還能有效的除去第一段高分子上的有機鈷金屬，使得嵌段高分子聚合物有更廣的應用。 另外一部分的研究則是藉由合成了具有不同配位基的 salen 鈷金屬錯合物，探討不同配基對醋酸乙烯酯自由基活性聚合反應的影響。由實驗觀察具平面共振結構的 CoII(Salophen) 其分子量與理論分子量有很大的偏差，其控制聚合能力也不佳 (PDI = 1.42)。而結構較具彈性的 CoII(et-salen) 及 CoII(salcomic) 則在反應中有不錯的表現 (PDI = 1.32~1.34)。而控制聚合能力最好的是 Co(salen*) (PDI <1.20 )。
- 學位論文
論文是以苯甲醛 / 二氯二茂鈦 / 奈米鋅 的系統催化苯乙烯 (Styrene，St) 的自由基聚合反應，得到符合活性特徵的聚苯乙烯 (Polystyrene，PSt)。 在苯甲醛 / 二氯二茂鈦 / 奈米鋅 / 苯乙烯的自由基聚合系統，改變苯甲醛、二氯二茂鈦、以及奈米鋅當量數去探討每個變因對於苯乙烯自由基聚合反應之影響。0.5 / 4 / 8 / 100的條件下，聚苯乙烯高分子分子量與單體轉化率呈線性成長，可得較小的 PDI 值 (1.38)，且分子量與理論值相近。 以苯乙烯為大分子起始劑進行己內酯的開環聚合反應，成功合成出 polystyrene-b-polycaprolactone (PSt-b-PCL) 嵌端共聚物。接著嘗試利用一鍋煮來更有效率製造出 PSt-b-PCL，經過諸多比例的測試，0.5 / 4 / 4 / 300 / 60 為較佳條件。為了得到更小 PDI值 的 PSt-b-PCL，期望利用變溫實驗合成更小 PDI 值的嵌端共聚物。在 90 °C下的苯乙烯自由基聚合是較佳的變溫實驗。
- 學位論文
Cobalt complexes mediated radical polymerization (CMRP) and ring-opening polymerization (ROP) are the most tools of modern controlled / living polymerization. CMRP is recognized by its unique control efficiency to vinyl acetate (VAc), which shows important applications in materials science and medical biology but can hardly be controlled by other living radical polymerization (LRP) methods. ROP is the major technique to synthesize biocompatible and biodegradable polyesters materials with low polydispersity (PDI = Mw/Mn) and well-controlled molecular weight. Initiators or catalysts used in ring-opening polymerization are required to have a high reactivity, negligible toxicity, low cost, and capability to lead a high degree of polymerization. In this regard, this thesis describes new organometallic complexes that focus on the mediate vinyl olefins and cyclic esters monomers, which were successfully achieve by CMRP and ROP systems. Building various copolymers with different components are also effectively synthesized through CMRP and ROP methods. For better understanding, I divided this thesis into four chapters. The chapter 1 to 3 describe about ROP catalyzed / initiated by newly metal complexes and discuss steric and electronic effect on ligands. In addition, the stereoselectivity of rac-lactide polymerization is the important topic in Al complexes system. Last chapter illustrate about polymerization of various vinyl olefins and block copolymer synthesis mediated by cobalt bipyridine-bisphenolate complex (CoII(BpyBph)).
- 學位論文
科技進步已經超過人們所想像，我們日常生活所需也與科技產品脫離不了關係。近年來，傳統耗電照明光源逐漸被較省電的發光二極體 (Light-Emitting Diode, LED) 取代，不過有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diode, OLED)，其效率高、成本低且具有許多優點而被受到重視，而現今原物料飆漲與綠色環保意志的抬頭，在全世界學界、產業界的重視下積極發展，期望在未來平面顯示器或是白光照明運用上佔有舉足輕重的地位。在這塊發光材料研發領域上，以有機金屬磷光 (phosphorescence) 材料最為重視。尤其以第三列過渡金屬為金屬中心 (Os(II)、Ir(III) 與Pt(II) 等)，所合成的磷光材料，在重原子效應 (heavy-atom effect) 下，使磷光放光的效率大大提升。 本論文主要探討以鉑金屬為中心，以零價 carbene 配位基與負二價 bipyrazolate 合成出量子效率可達 90% 以上放光為綠色的發光材料，同時利用光物理數據、晶體結構、電化學量測等等相關研究，探討這一系列錯合物彼此之間的關係，並對其做了官能基的修飾及改進，最後可以得到外部量子效率 (E.Q.E.) 達 11.8%、ηl = 40.1 cd/A、ηp = 24.8 lm/W，CIE coordinates 為(0.43 , 0.54) 的元件表現。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。