一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法技术

本发明专利技术涉及薄膜材料表征领域，主要涉及一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法。本发明专利技术提供的具体方法为：使用氯化钠晶体作为待测薄膜的基底，将待测薄膜材料沉积在该基底上，形成薄膜样品；将所述薄膜样品放入盛有纯净水的玻璃培养皿中，且确保纯净水能够浸润所述薄膜样品的镀膜面，使薄膜脱落的同时，少量氯化钠晶体溶入纯净水中；待所述玻璃培养皿中的水分蒸发后，取出脱膜后的样品，放入玛瑙研钵中研磨制成粉末。本发明专利技术能够解决利用核磁共振仪在表征薄膜态材料时难以取样的问题，以及薄膜态材料在取样过程中损耗大、测量结果不清晰的问题。本发明专利技术具有操作简单、成本低和适用范围广等特点。范围广等特点。范围广等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法


[0001]本专利技术涉及薄膜材料表征领域，尤其涉及一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法。

技术介绍

[0002]核磁共振技术能够探测微观原子核的特定局部环境，获得原子核配位数、对称性以及配位场环境等相关信息；可以进行定性和定量分析，具有很高的精度，特别适合解析一些高度无序并且具有复杂组成的物质结构。近几十年，核磁共振技术逐渐成为有机、晶体和非晶态等材料的重要结构研究手段之一。
[0003]核磁共振技术通常要求样品为液体或者是粉末，因此对薄膜态材料进行检测时需要对薄膜进行脱膜并研制成粉末。目前公开报道的脱膜方法包括应力脱膜法、湿法刻蚀脱膜法、溶液腐蚀脱膜法等。【Chemistry of Materials,2011,23,3460
–
3465】公开了一种应力脱膜法，但该方法需要较厚的膜层(大于3μm)，脱膜过程中仍有部分薄膜残留在基底上，且在研磨过程中，薄膜多为细小片状，容易黏附在玛瑙研钵以及研磨杵上，造成大量损耗，镀膜成本较高。【SCIENTIFIC REPORTS,2014,4:4200】公开了湿法刻蚀脱膜法和溶液腐蚀脱膜法，但其工艺复杂且样品中残余大量基底(约为薄膜体积的100倍)材料，在该量级下的基底杂质会对测试结果产生较大影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法，解决薄膜态材料难以脱膜，制样过程样品损耗大的问题，从而对薄膜态材料进行清晰的核磁共振表征分析。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法，其特点在于，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤1.以氯化钠晶体为基底，将待测薄膜材料沉积在该基底上，形成薄膜样品；
[0008]步骤2.将所述薄膜样品放入盛有纯净水的玻璃培养皿中，且确保纯净水能够浸润所述薄膜样品的镀膜面，使薄膜脱落的同时，少量氯化钠晶体溶入纯净水中；
[0009]步骤3.待所述玻璃培养皿中的水分蒸发后，取出脱膜后的样品，放入玛瑙研钵中研磨制成粉末。
[0010]所述步骤1中，薄膜样品的膜厚小于1.5μm。
[0011]所述步骤1中，所述沉积为电子束蒸发沉积、真空蒸发沉积、溅射沉积或原子层沉积。
[0012]在所述步骤2后，还包括利用纯净水进行冲洗，使黏附在基底上薄膜碎片完全脱离。
[0013]所述步骤3中，所述水分蒸发为烘干箱烘干或自然蒸发。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于：
[0015]本专利技术利用氯化钠基底与薄膜材料不发生化学反应和晶格不匹配的特性以及氯化钠遇水溶解的特性进行脱膜，使得薄膜能够完全脱离基底，减少样品损耗。在研磨过程中，利用氯化钠粉末在玛瑙研钵中的范德华吸附力弱的特点，以氯化钠粉末充当助磨剂，令在玛瑙研钵中具有高吸附力的细小片状薄膜与氯化钠粉末相互作用，从而使得薄膜不易黏附在研钵壁上且易于被研磨成粉末，有效提高研磨效率并减少样品损耗。
附图说明
[0016]图1是一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法的流程示意图。
[0017]图2是在玻璃培养皿中脱膜示意图：(a)本专利技术实施例，(b)对比例。脱膜后薄膜在内应力的作用下会发生卷曲。
[0018]图3是Al2O3‑
HfO2混合物薄膜采用本专利技术方法脱膜后的
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Al MAS NMR(基于魔角旋转技术的单共振固态核磁共振)图谱。
[0019]图4是Al2O3‑
HfO2混合物薄膜采用对比例方法脱膜后的
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Al MAS NMR(基于魔角旋转技术的单共振固态核磁共振)图谱。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0021]实施例
[0022]以Al2O3‑
HfO2混合物薄膜为例，说明本专利技术用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法。
[0023](1)采用电子束蒸发沉积法在Φ30mm
×
3mm氯化钠基底上沉积一层厚度为700nm的Al2O3‑
HfO2混合物薄膜，混合物薄膜中Al2O3与HfO2的混合比例为1：1，材料沉积速率均为0.6nm/s。
[0024](2)将10片薄膜样品依次放入盛有纯净水的玻璃培养皿中，且确保纯净水能够浸润薄膜样品的镀膜面，轻轻晃动1
‑
2秒，使薄膜脱落的同时，少量氯化钠晶体溶入纯净水中。并使用装有纯净水的洗瓶冲洗，使得黏附在基底上的薄膜碎片随水流流入玻璃培养皿中。
[0025](3)将盛有样品的玻璃培养皿放置于烘干机中烘干，烘干机内部温度为70摄氏度，烘干时间为2.5小时。
[0026](4)取出脱膜后的样品，放入玛瑙研钵中研磨制成粉末。
[0027](5)将样品粉末置于核磁共振仪中进行检测。
[0028]利用基于魔角旋转技术的单共振固态核磁共振对上述薄膜的
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Al元素进行表征，如图2所示。核磁共振所用磁场强度为11.7T，单共振脉冲长度为0.72μs，旋转速率为12k，弛豫时间为1s。实验结果以Al(NO3)3(液体)作为标准物。
[0029]图2核磁共振的结果表明：本专利技术能够解决利用核磁共振仪在表征薄膜态材料时难以取样的问题，以及薄膜态材料在取样过程中损耗大、测量结果不清晰的问题。
[0030]对比例
[0031]在步骤2脱膜过程中：将薄膜样品完全浸没在盛有纯净水的玻璃培养皿中，使薄膜脱落的同时，氯化钠晶体全部溶解在纯净水中。其他步骤与实施例1相同。
[0032]将样品粉末置于核磁共振仪中进行检测，结果如图4所示。由于测试样品中存在大量的氯化钠晶体，极大稀释了薄膜样品在测试管中的比例，难以测出信号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1.以氯化钠晶体为基底，将待测薄膜材料沉积在该基底上，形成薄膜样品；步骤2.将所述薄膜样品放入盛有纯净水的玻璃培养皿中，且确保纯净水能够浸润所述薄膜样品的镀膜面，使薄膜脱落的同时，少量氯化钠晶体溶入纯净水中；步骤3.待所述玻璃培养皿中的水分蒸发后，取出脱膜后的样品，放入玛瑙研钵中研磨制成粉末。2.根据权利要求1所述的用于核磁共振检测的薄膜态材料脱膜方法，其特征在于，所述步骤1中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱美萍，温家慧，李静平，邵建达，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：