臺灣博碩士論文加值系統

本論文分為兩大部分，第一部分將利用加熱蒸鍍 (thermal evaporation) 的方法，合成砷化鎵半導體奈米線，藉由改變溫度、壓力與攜帶氣體的比例等變因，來觀察對於合成的結果有何影響，試圖最佳化砷化鎵奈米線的合成品質。利用特定大小的奈米金屬做為催化劑，來控制合成的砷化鎵奈米線的直徑。這些奈米線配合專門的壓電極與量測電流的儀器，我們可以進行單根的電流電壓量測，提供將來電性上的應用空間。為了鑑定奈米線合成的品質好壞，論文中並且進行了一系列電子顯微鏡、元素分析、X-光繞射與電子繞射圖譜的分析，確定了奈米線的結構屬於砷化鎵zinc-blende的單晶結構。
第二部分則利用化學氣相沉積法 (chemical vapor deposition) 的方式，改進過去合成碳奈米螺旋線繩 (carbon helical nanowires) 的例子，合成出碳奈米螺旋線內摻雜矽奈米顆粒。為了比較與過去的差異，鑑定矽奈米顆粒的結晶情形，也觀察了其電子顯微影像與選區電子繞射圖譜 (selected area electron diffraction, SAED) 等分析過程。同時探討了合成過程各種條件，對於這些奈米螺旋線的影響。

謝誌……………………………………………………………………..Ⅰ
摘要……………………………………………………………………..Ⅲ
目錄……………………………………………………………………..Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅷ
表目錄…………………………………………………………………..Ⅹ
第一章、　序論…………………………………………………………..1
1-1 砷化鎵奈米線……………………………………………...1
1-1.1 砷化鎵材料簡介………………………………………1
1-1.2 過去合成方法………………………………………....2
1-1.3 蒸氣-液體-固體生長機制…………………………….3
1-2 碳奈米螺旋線摻雜矽奈米顆粒…………………………...4
1-2.1 奈米碳纖維簡介………………………………………5
1-2.2 過去合成方法………………………………………... 6
1-2.3 表面擴散生長機制……………….………………...…7
第二章、　實驗方法……..……………………………………………..10
2-1 基版的準備……………………………..……………….10
2-1.1 金奈米顆粒的合成…………..…………………….....10
2-1.2 金奈米顆粒散佈並固定於矽晶片上……..……….....10
2-1.3 離子濺鍍鍍膜………..………………………….……12
2-2 製成系統簡介……………………………………………12
2-3 分析工具簡介………………..…………….…..……….. 18
2-3.1 X光繞射儀….……………….………………..……... 18
2-3.2 穿透式電子顯微鏡….………………………..……... 19
2-3.3 掃描式電子顯微鏡…..………………….……………20
2-3.4 能量分散式光譜儀…………..………….……………21
2-3.5 離子濺鍍機..………………………………………….21
第三章、　砷化鎵奈米線之分析與討論………..…..………….…….. 23
3-1 砷化鎵奈米線的合成與條件掌控………………………23
3-1.1 催化金屬影響…………..………………………….…..23
Ⅰ. 引言……………………………….……………….23
Ⅱ. 控制催化金屬的大小……………..………………25
Ⅲ. 金奈米顆粒與濺鍍金膜催化效果比較…………..29
3-1.2 溫度影響…..………………………..………………...30
Ⅰ. 引言…………….………………………………….30
Ⅱ. 溫度梯度……………..……………………………31
Ⅲ. 最適當生長溫度…………………………………..32
3-1.3 攜帶氣體影響..……………………………………….34
Ⅰ. 引言…………….………………………………….34
Ⅱ. 氬氣與氫氣的比例……………..…………………35
3-2 砷化鎵奈米線之結構鑑定…………...………………….37
3-2.1 成份鑑定與粉末X-光繞射圖譜..……………...…….37
Ⅰ. X-光粉末繞射圖譜….…………………….……….37
Ⅱ. 成分鑑定……………..……………………………41
3-2.2 高解析度穿透式電子顯微影像分析…………..….....43
Ⅰ. 晶格影像與電子繞射圖譜…………….……….…43
Ⅱ. 分析與討論……………..…………………………45
3-3 砷化鎵奈米線的電學效應……….……………………...46
3-3.1 砷化鎵奈米線製成元件…………………..………….46
3-3.2 電流與電壓曲線圖………………..………………….48
3-3.3 退火處理的影響….………………………………......50
3-3.4 應用……………….…………………..……………....51
3-3.5 結論………………...………………………………....52
第四章、　碳奈米螺旋線之分析與討論…..…..………………………54
4-1 碳奈米螺旋線的合成………….….……………….……54
4-1.1 實驗裝置………….…………………………………..57
Ⅰ.催化金屬準備…………..………….……………….57
Ⅱ. 輔助基板的影響………………..…………………59
Ⅲ. 氣體帶動液體樣品……………..…………………61
4-1.2 反應條件………….…….…………..………………...62
Ⅰ. 基板位置與溫度影響....………….……………….62
Ⅱ. 反應時間影響…………………..…………………63
Ⅲ. 氣體流速影響…………………..…………………64
4-2 電子顯微影像與選區電子繞射圖譜.…………………66
4-2.1 影像分析…………..…………………………………66
4-2.2 元素分析……………………………………………70
4-3 與實驗室之前的成果比較…………………………………70
第五章、　結論…………..……………………………………………72
參考文獻………………………………………………………………74

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