Study on the Stretching Vibration of Silicon Nitride (Si-N) Molecule by ATR-FTIRS
摘 要
采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR),在313~393 K温度范围内,分别研究了α-氮化硅和β-氮化硅分子结构的红外一维光谱、红外二阶导数光谱和红外四阶导数光谱,并针对氮化硅Si-N伸缩振动,利用二维相关红外光谱考察了温度变化对氮化硅分子结构的影响。结果表明:在波数950~850 cm-1范围内,氮化硅主要存在着Si-N伸缩振动模式(νSi-N)。随着测定温度的升高,α-氮化硅νSi-N红外吸收强度的变化顺序为874 cm-1>886 cm-1>880 cm-1,而β-氮化硅νSi-N红外吸收强度的变化顺序为876 cm-1>880 cm-1>890 cm-1。
Abstract
A study on the molecular structures of α-silicon nitride and β-silicon nitride based on their one-dimensional IR-, 2nd derivative IR- and 4th derivative IR-spectrograms obtained by ATR-FTIRS in the temperature range of 313-393 K was made, and special attention was paid on the stretching vibration of silicon nitride molecule, and on the influence of change in temperature on the molecular structure of silicon nitride by using the two-dimensional IR-spectrograms. It was shown that stretching vibration of Si-N (νSi-N) was found mainly in the wavenumbers ranged from 950 cm-1 to 850 cm-1. With the raise of temperatures, intensity of IR-absorption of α-silicon nitride (νSi-N) changed in the order of 874 cm-1>886 cm-1>880 cm-1, while for β-silicon nitride, the order of change in IR-absorption intensity happened to be 876 cm-1>880 cm-1>890 cm-1.
中图分类号 O434.3 DOI 10.11973/lhjy-hx201611001
所属栏目 试验与研究
基金项目 河北省高等学校科学技术研究项目(Z2014112);石家庄市科技计划课题(141071271A)
收稿日期 2015/11/23
修改稿日期
网络出版日期
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联系人作者于宏伟(yhw0411@163.com)
备注王维(1981-),女,黑龙江齐齐哈尔人,讲师,工学硕士,主要从事包装材料的教学与科研工作。
引用该论文: WANG Wei,SUI Li-li,LI Zhong-qiu,LI Yong,YU Hong-wei. Study on the Stretching Vibration of Silicon Nitride (Si-N) Molecule by ATR-FTIRS[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part B:Chemical Analysis, 2016, 52(11): 1241~1245
王维,隋丽丽,李中秋,李永,于宏伟. 氮化硅νSi-N伸缩振动的衰减全反射红外光谱研究[J]. 理化检验-化学分册, 2016, 52(11): 1241~1245
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参考文献
【1】ASSAD O N, FIORI N D, SQUIRES A H, et al. Two color DNA barcode detection in photoluminescence suppressed silicon nitride nanopores[J]. Nano Lett, 2015,15(1):745-752.
【2】贺红亮.立方氮化硅及其冲击波合成[J].高压物理学报, 2007,21(1):1-7.
【3】曹阳,齐龙浩,潘伟.α-Si3N4晶须的制备与分析[J].硅酸盐通报, 2003,31(5):89-91.
【4】MURRAY C A, ELLIOTT S D, HAUSMANN D, et al. Effect of reaction mechanism on precursor exposure time in atomic layer deposition of silicon oxide and silicon nitride[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2014,6(13):10534-10541.
【5】张雯,王红洁,张勇,等.酚醛树脂裂解法增强高气孔率多孔氮化硅陶瓷[J].硅酸盐通报, 2005,24(1):25-28.
【6】王幼文,江仲华,葛曼珍,等.热压氮化硅β相晶体生长界面结构及生长机制研究[J].硅酸盐学报, 1993,21(5):393-398.
【7】YEO R J, DWIVEDI N, RISMANI E, et al. Enhanced tribological, corrosion, and microstructural properties of an ultrathin (<2 nm) silicon nitride/carbon bilayer overcoat for high density magnetic storage[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2014,6(12):9376-9385.
【8】陈进,张海燕,洪军,等.以碳纳米管为模板合成氮化硅纳米丝[J].材料导报, 2006,20(增1):122-124.
【9】DAVID L, BERNARD S, GERVAIS C, et al. Facile synthesis and high rate capability of silicon carbonitride/boron nitride composite with a sheet-like morphology[J]. J Phys Chem C, 2015,119(5):2783-2791.
【10】赵文锋,陈俊芳,吴先球,等.纳米粉体材料氮化硅的ICP制备技术和红外光学特性[J].华南师范大学学报(自然科学版), 2004(2):72-76.
【11】代建清,黄勇,谢志鹏,等.氮化硅粉料的漫反射傅里叶变换红外光谱研究[J].光谱学与光谱分析, 2002,22(2):218-222.
【12】丁文革,于威,杨彦斌,等.镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜键合特性分析[J].光谱学与光谱分析, 2006,26(10):1798-1801.
【13】王涛,张立德.纳米氮化硅红外吸收谱的“蓝移”和“宽化”现象[J].中国科学院研究生院学报, 1993,10(4):355-359.
【14】黄惠宁.α相和β相氮化硅的形成机理与动力[J].陶瓷研究, 1996,11(1):16-23.
【15】王晓泉,汪雷,席珍强,等.PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究[J].太阳能学报, 2004,25(3):341-344.
【16】温树林,冯景伟,庄汉锐,等.氮化硅相变的高分辨率电镜研究[J].硅酸盐学报, 1984,12(3):325-327.
【17】张秀淼,石国华,杨爱龄.用红外吸收谱和俄歇谱研究氮化硅的成分和杂质[J].半导体学报, 1993,14(10):644-647.
【18】翁诗甫.傅里叶变换红外光谱分析[M].北京:化学工业出版社, 2010:155-163.
【19】王宗明,何欣翔,孙殿卿.实用红外光谱学[M].北京:石油工业出版社, 1990:191-196.
【20】段书德,周冉,李杰辉,等.聚乙烯C-H伸缩振动二维红外光谱研究[J].塑料科技, 2014,42(12):45-48.
【21】于宏伟,韩卫荣,周中高,等.聚乙烯亚甲基的变角振动二维红外光谱研究[J].实验室研究与探索, 2015,34(3):122-125.
【22】MAEKAWA H, BALLANO G, TONIOLO C, et al. Linear and two-dimensional infrared spectroscopic study of the amide Ⅰ and Ⅱ modes in fully extended peptide chains[J]. J Phys Chem B, 2011,115(18):5168-5182.
【23】MAEKAWA H, GE N H. Comparative study of electrostatic models for the amide-Ⅰ and -Ⅱ modes: linear and two-dimensional infrared spectra[J]. J Phys Chem B, 2010,114(3):1434-1446.
【24】韩卫荣,刘树彬,周中高,等.变温傅里叶红外光谱技术研究硬脂酸结构及相变机理[J].理化检验-化学分册, 2014,50(1):11-14.
【2】贺红亮.立方氮化硅及其冲击波合成[J].高压物理学报, 2007,21(1):1-7.
【3】曹阳,齐龙浩,潘伟.α-Si3N4晶须的制备与分析[J].硅酸盐通报, 2003,31(5):89-91.
【4】MURRAY C A, ELLIOTT S D, HAUSMANN D, et al. Effect of reaction mechanism on precursor exposure time in atomic layer deposition of silicon oxide and silicon nitride[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2014,6(13):10534-10541.
【5】张雯,王红洁,张勇,等.酚醛树脂裂解法增强高气孔率多孔氮化硅陶瓷[J].硅酸盐通报, 2005,24(1):25-28.
【6】王幼文,江仲华,葛曼珍,等.热压氮化硅β相晶体生长界面结构及生长机制研究[J].硅酸盐学报, 1993,21(5):393-398.
【7】YEO R J, DWIVEDI N, RISMANI E, et al. Enhanced tribological, corrosion, and microstructural properties of an ultrathin (<2 nm) silicon nitride/carbon bilayer overcoat for high density magnetic storage[J]. ACS Appl Mater Interfaces, 2014,6(12):9376-9385.
【8】陈进,张海燕,洪军,等.以碳纳米管为模板合成氮化硅纳米丝[J].材料导报, 2006,20(增1):122-124.
【9】DAVID L, BERNARD S, GERVAIS C, et al. Facile synthesis and high rate capability of silicon carbonitride/boron nitride composite with a sheet-like morphology[J]. J Phys Chem C, 2015,119(5):2783-2791.
【10】赵文锋,陈俊芳,吴先球,等.纳米粉体材料氮化硅的ICP制备技术和红外光学特性[J].华南师范大学学报(自然科学版), 2004(2):72-76.
【11】代建清,黄勇,谢志鹏,等.氮化硅粉料的漫反射傅里叶变换红外光谱研究[J].光谱学与光谱分析, 2002,22(2):218-222.
【12】丁文革,于威,杨彦斌,等.镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜键合特性分析[J].光谱学与光谱分析, 2006,26(10):1798-1801.
【13】王涛,张立德.纳米氮化硅红外吸收谱的“蓝移”和“宽化”现象[J].中国科学院研究生院学报, 1993,10(4):355-359.
【14】黄惠宁.α相和β相氮化硅的形成机理与动力[J].陶瓷研究, 1996,11(1):16-23.
【15】王晓泉,汪雷,席珍强,等.PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究[J].太阳能学报, 2004,25(3):341-344.
【16】温树林,冯景伟,庄汉锐,等.氮化硅相变的高分辨率电镜研究[J].硅酸盐学报, 1984,12(3):325-327.
【17】张秀淼,石国华,杨爱龄.用红外吸收谱和俄歇谱研究氮化硅的成分和杂质[J].半导体学报, 1993,14(10):644-647.
【18】翁诗甫.傅里叶变换红外光谱分析[M].北京:化学工业出版社, 2010:155-163.
【19】王宗明,何欣翔,孙殿卿.实用红外光谱学[M].北京:石油工业出版社, 1990:191-196.
【20】段书德,周冉,李杰辉,等.聚乙烯C-H伸缩振动二维红外光谱研究[J].塑料科技, 2014,42(12):45-48.
【21】于宏伟,韩卫荣,周中高,等.聚乙烯亚甲基的变角振动二维红外光谱研究[J].实验室研究与探索, 2015,34(3):122-125.
【22】MAEKAWA H, BALLANO G, TONIOLO C, et al. Linear and two-dimensional infrared spectroscopic study of the amide Ⅰ and Ⅱ modes in fully extended peptide chains[J]. J Phys Chem B, 2011,115(18):5168-5182.
【23】MAEKAWA H, GE N H. Comparative study of electrostatic models for the amide-Ⅰ and -Ⅱ modes: linear and two-dimensional infrared spectra[J]. J Phys Chem B, 2010,114(3):1434-1446.
【24】韩卫荣,刘树彬,周中高,等.变温傅里叶红外光谱技术研究硬脂酸结构及相变机理[J].理化检验-化学分册, 2014,50(1):11-14.
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