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電化學電鍍實驗

電化學電鍍實驗. Co/Pt( 111 ) 指導教授 : 蔡志申 指導實驗生 : 周彥維 校內指導老師 : 蕭友為 研究生 : 徐梓軒. 大綱. 實驗動機 p.3. 理論，實驗介紹，操作流程 p.4 ~p.8. 結論與心得 p.22. 實驗動機. 近年各種有機分子在基底上研究蓬勃發展。 如：將有機分子加入太陽能基板中，使 太陽能電池效益提升 、 或將有機分子在基底上 建構原子尺度結構 等。 因有機分子研究潛力無窮，故本次研究亦積極投入其中。 本研究基底選用 Pt( 111 ) 鉑 鍍上 鈷 (Co) ，此基底具 垂直磁化 特性， 因此有很高應用價值。

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電化學電鍍實驗

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Presentation Transcript

  1. 電化學電鍍實驗 Co/Pt(111) 指導教授:蔡志申 指導實驗生:周彥維 校內指導老師:蕭友為 研究生:徐梓軒

  2. 大綱 實驗動機p.3 理論，實驗介紹，操作流程p.4~p.8 結論與心得p.22

  3. 實驗動機 • 近年各種有機分子在基底上研究蓬勃發展。 • 如：將有機分子加入太陽能基板中，使太陽能電池效益提升、 或將有機分子在基底上建構原子尺度結構等。 • 因有機分子研究潛力無窮，故本次研究亦積極投入其中。 • 本研究基底選用Pt(111)鉑鍍上鈷(Co)，此基底具垂直磁化特性， 因此有很高應用價值。 • 故本實驗將基底Pt(111)鉑鍍上鈷(Co)，最上層鋪附上 紫精酸 (V-(C5-COOH)2)，觀測紫精酸對於鈷磁性影響程度。

  4. 實驗動機p.3 理論，實驗介紹，操作流程p.4~p.8 結論與心得p.22

  5. 電鍍槽 • 電鍍槽當中有一個用來化學電鍍的載具 • 載具中間放入要鍍的基底，裝載好基底後會把電解液導入載具中間的圓形凹槽，通電後即可進行實驗 • 載具所選用的材質具有抗氧化的特性，以免在實驗當中載具出現液體外漏的狀況，電鍍槽旁設有電腦，以便觀察CV(cyclic voltammetry)圖

  6. 指示電極 Pt線 • 內層Ketron 電解槽 • 樣品 • Pt(111) • 參考電極 Ag/AgCl

  7. 三個固定電解槽的螺絲 • 相對電極連接線 • 樣品校準螺絲 • 工作電極連接線 • 參考電極連接線

  8. 2-2循環伏安法 3 還原峰 (電流) CV圖 (Cyclic Voltammetry): 可幫助判斷在哪個電位 會發生氧化或還原反應 1 選一起始電位 (電位) 2 氧化峰

  9. 2-3氧化還原峰圖 峰電位 而峰電位正是用來判斷 各別反應發生的電位。 陽極 鈷 Pt(111)鉑 陰極 電鍍槽載具 當我們找到氧化峰值時 就可以將鈷鍍在鉑表面 峰電流

  10. 4.實驗介紹 鈷 • 本實驗所使用之電解液的配方為 1 mM HCl+ 0.04 M CoCl2 • 本實驗所挑選的基底為Pt(111)鉑，所選擇的鍍膜材料為Co(鈷) • 兩組實驗的比較變因為V(C5OOH)2(紫精酸) • V(C5OOH)2(紫精酸)為良好的電致變色有機分子，在正二價陽離子時無色，取代基為羧基 電極分離 鈷 其它 其他元素 鈷 電解液 Pt(111)鉑 電鍍槽載具

  11. 實驗流程和儀器介紹

  12. 曝氣瓶 幫浦 電解槽

  13. 電鍍實驗流程 • 裝載好樣品和電解液時，需讓電解液流入約半小時，等待化學條件穩定，可觀察電流穩定值並每次記錄，接著給予 適當電位範圍跑電化退火，約半小時。

  14. 跑完電位退火後要開始進行step by step，進行step by step時要先推估樣品在多少的電位時會出現氧化峰與還原峰 找到後就停在該電位開始鍍膜，依照要鍍的厚度來評估所要花的時間，注意電鍍期間要不定時的觀察樣品表面是否有氣泡產生 有的話要處理掉，因為氣泡會影響成膜的性質，如果置之不理很可能導致成膜的狀態很破碎 不完整，這會影響到接下來MOKE的測量

  15. 14nm Co/Pt(111) 14 nm Co/Pt(111) 1 mM HCl+0.04 M CoCl2 V(C5OOH)2 /Co/Pt(111) 1 mM HCl+0.04 M CoCl2

  16. Co/Pt(111) Co(鈷)的退吸附 -416mv Cl吸附 Cl退吸附 Co(鈷)的吸附 -870mv

  17. 大氣下量MOKE電解液:1mMHCl+0.04MCoCl2

  18. 14 nm Co/Pt(111) 14 nm Co/Pt(111) 1 mM HCl+0.04 M CoCl2 V(C5OOH)2 /Co/Pt(111) 1 mM HCl+0.04 M CoCl2

  19. V(C5OOH)2 /Co/Pt(111) 1 mM HCl+0.04 M CoCl2 Co(鈷)的退吸附 Cl吸附 Cl退吸附 Co(鈷)的吸附

  20. 大氣下量MOKE電解液: V-(C5-COOH)2+1mMHCl+0.04MCoCl2

  21. (A-B)除B，我打不出來

  22. 實驗動機p.3 理論，實驗介紹，操作流程p.4~p.22 結論與心得p.23~25

  23. 結論 • 1.當電解液為1 mM HCl+0.04 M CoCl2，透過CV圖的stepbystep實驗掃描方式，發現鈷離子開始還原沉積在Pt(111)上電位為-870mv，鈷原子開始氧化則在 -400mv。 • 2.當電解液為V(C5OOH)2+ 1 mM HCl+0.04 M CoCl2，透過CV圖的stepbystep實驗掃描方式，發現鈷離子開始還原沉積在Pt(111)上電位為-1160mv，鈷原子開始氧化則在 -320mv。 • 3.有無加入紫精酸V(C5OOH)2，磁化易軸皆在LMOKE • 4.14nm Co/Pt(111)的矯頑力比V(C5OOH)2 /14nm Co/Pt(111)小

  24. 心得 非常感謝學校給我從事這項實驗的機會，也非常謝謝台師大的教授 和學長的幫忙，這項實驗使我學到了許多高中課程所沒有的 物理知識，也使我間接體會到了大學生活， 這是趟很有意義的旅程， 非常鼓勵學弟妹們可以踴躍參加報名 大學 現在的我們

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