臺灣博碩士論文加值系統

在本論文中，我們使用脈衝雷射蒸鍍法在藍寶石基板上製備硒化

鉍薄膜，並利用改變一系列基板溫度使薄膜成長條件最佳化。藉由 X

光繞射、掃描式電子顯微鏡、霍爾儀器的量測來觀察樣品的晶格結構、

表面樣貌及測量其載子濃度。透過本研究群所建立之超快光激發探測

技術，研究其超快載子動力學行為。我們利用同調光頻聲子、同調聲

頻聲子分析硒化鉍薄膜的瞬時反射率的高頻以及低頻振盪訊號並發

現薄膜表面呈現鉍富含的情況。

In this thesis, we have prepared bismuth selenide thin films which

were grown on Sapphire(0001) substrates by pulsed laser deposition(PLD)

and change various substrate temperature to get optimization. The surface

morphology of samples with various substrate temperature was studied

by means of Scanning Electron Microscopy (SEM).The crystal structure

and carrier concentration were investigated by means of X-Ray

Diffraction (XRD) and Hall measurement.The ultrafast carrier dynamics

behavior have been studied by Optical Pump-Probe measurement (OPOP) .

We use coherent optical phonon、coherent acoustic phonon to anlyze

high frequency and low frequencyΔR/R singnal then find the appearance

of Bi-rich condition on thin film surface.

目錄

中文摘要 …………………………………………………………… I

英文摘要 …………………………………………………………… II

誌謝 ……………………………………………………………… III

第一章 緒論 ………………………………………………………… 1

1-1 拓撲絕緣體之簡介 ……………………………………… 1

1-2 硒化鉍晶體 …………………………………………… … 2

1-3 製備硒化鉍薄膜之動機 ……………………………… 3

1-4 論文架構 …………………………………………………… 3

第二章 硒化鉍薄膜製備與特性量測 ……………………………… 4

2-1 脈衝雷射濺鍍（PLD） …………………………………… 4

2-1-1 鍍膜系統與製程 ………………………………… 4

2-1-2 鍍膜條件…………………………………………… 6

2-2 薄膜特性量測 ………………………………………………… 8

2-2-1 X 光繞射分析……………………………………………8

2-2-2 拉曼光譜分析 ……………………………………… 13

2-2-3 掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,

SEM)與能量散佈 X 光分析儀(Energy Dispersive

X-ray Spectrometry, EDS)分析 …………………… 20

2-2-4 霍爾量測(Hall effect)……………………………………............ 24









第三章 光激發－探測 (Pump-Probe)量測系統 …………………… 29

3-1 激發－探測量測原理 …………………………………… 29

3-2 激發-探測量測系統 ………………………………… 32

3-3 時間延遲零點與脈衝寬度 ……………………………… … 35

3-4 激發-探測量測方法與步驟 …………………………… … 36



第四章 實驗結果與討論 …………………………………… … 38

4-1 光激發-探測量測硒化鉍薄膜的瞬時反射率振盪訊號之

分析 ………………………………………………………… 38

4-2 單晶與薄膜硒化鉍的聲子振動頻率比較 ……………… … 45

4-3 利用拉曼連續波雷射對硒化鉍薄膜處理之結果與探討…… 48



第五章 利用拉曼連續波雷射對硒化鉍薄膜處理之結果與探討……53

5-1 結論 …………………………………………………… … 53

5-2 未來展望……………………………………………………… 54

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