臺灣博碩士論文加值系統

我們藉由原子力顯微術的奈米機械力微影技術，在氧化鋁基板上刻畫出各式圖樣，隨著鍍上金再進行去阻劑製程，可得到各式金之奈米結構。把刻畫出的金屬圖樣當成催化劑，利用一維奈米線的氣-液-固成長機制，進行選區成長氧化鋅奈米線。利用不同雷射光源激發獲得光致激發光譜觀察到其在藍光波段(470 nm)及紫外光波段(377 nm)有發光效應，且有雷射效應產生。最後在光學顯微鏡的暗視野功能下，觀察其發光情形，發現奈米線具有藍色的螢光，而且對於氧化鋅奈米線，我們在光學顯微鏡的光譜及脈衝雷射的光譜中同樣都有發現410 nm的峰值。

AFM nanomachining was performed on a thin resist pre-coated on a sapphire substrate, and then metal was coated. After metal-coating and lift-off, nanostructures were created successfully. Specifically, various gold nanopatterns could be created by this stable process. The selective growth of zinc oxide nanowires was realized with the use of the created catalytic gold nanopatterns by a VLS (vapor-liquid-solid) growth mechanism. Various laser sources were used as the exciting optical sources to measure the photoluminescence of the nanowires. The obvious two peaks in UV and blue zone (377 nm, 470 nm) of zinc oxide nanowires PL, and the lasing phenomenon has been observed. Finally, we observe zinc oxide nanowires OM dark field image, the blue fluorescence has been observed. For zinc oxide nanowires, we can find peak at 410 nm in both OM and pulse laser photoluminescence spectra.

目 錄
中文摘要………………………………………………………………………I
英文摘要……………………………………………………………………...II
致謝………………………………………………………………………..…III
目錄…………………………………………………………………………..IV
圖目錄………………………………………………………………………. .Ⅵ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅷ
第一章、簡介 1
1-1前言…………………………………………………………………….……..1
1-2實驗動機………...….…………………………………………………….......4
第二章、文獻回顧 5
2-1原子力顯微術介紹……………………………………….………………......5
2-2原子力顯微術機械力微影技術之發展……………………….……………..7
2-3氧化鋅奈米線…………………………………….……….……………….....9
2-3-1製備方法……………………………………………………….........12
2-3-2成長機制………………………………………………………….....13
2-4 發光機制……………………………………………………………….........14
第三章、實驗儀器與步驟 15
3-1 實驗儀器…………………………………………………………………….15
3-2 實驗步驟…………………………………………………………………….16
3-2-1 試片製作…………………………………………………………....16
3-2-2奈米圖樣製備……………………………………………………….16
3-2-3 氧化鋅奈米線的成長…………………………………………........17
3-3 分析與量測…………………………………………………………………19
第四章、結果與討論 21
4-1 奈米金屬結構……………………………………………………….…........21
4-1-1試片製備………………………………………………….…………21
4-1-2奈米金屬結構製作……………………………….…………………21
4.2氧化鋅奈米線的成長………………………………...……….………….…..25
4-3 TEM 分析…………………………………………………………………......28
4-4 選區成長氧化鋅奈米線…………………………………………………......29
4-5 氧化鋅奈米線發光特性分析………………………………………………..31
第五章、結論 38
第六章、參考文獻 39











圖目錄
圖1-1：氧化鋅奈米結構…………………………………………………………….1
圖1-2：利用(A)光學微影及 (B)奈米球微影技術選區成長氧化鋅奈米線………3
圖2-1：原子力顯微鏡儀器構造圖..……………………………………..………….5
圖2-2：(a) 氧化鋅奈米線的SEM影像 (b) 氧化鋅奈米線的雷射效應現象:當激發能量分別在雷射現象起始電位以上跟以下之示意圖………………….9
圖2-3：氧化鋅奈米螺旋形貌 (A到C) 左螺旋及右螺旋的SEM影像 (D) 高解析度的右螺旋氧化鋅結構，顯示均勻且完美的結構………………………10
圖2-4：(a) EL元件的示意圖 (b) 氧化鋅奈米線的SEM圖示 (c) 在室溫下之EL光譜，內圖為在5V電壓下的EL元件的光學影像...................…………10
圖2-5：(a)(c) 氧化鋅奈米線的不同形貌的SEM影像 (b)(d)不同形貌所對應的PL光譜……………………………………………………………….…...11
圖2-6：熱蒸鍍法的設備儀器示意圖…………..………………………………….12
圖2-7：奈米線的VLS成長機制示意圖……………………………………………13
圖2-8：氧化鋅與基板間的生長示意圖……….………………………………......14
圖3-1：試片圖樣製作流程圖.................……….……………………………….....17
圖3-2：三區高溫真空爐管示意圖………………………….……………………..17
圖3-3：實驗製程示意圖……………………………………………………………18
圖3-4：YAG四倍頻脈衝雷射儀器示意圖………………………………………..20
圖3-5 : OM光譜儀架設示意圖…………………………………………………….20
圖4-1：金的奈米點陣列SEM影像……………………………………….………22
圖4-2：金的奈米結構SEM影像(a) NANO NTHU (b) NTHU MSE SPN-LAB………………………………………………………………….24
圖4-3：(a) 氧化鋅奈米柱 (b) 放大的SEM影像…………………………….….26
圖4-4：氧化鋅奈米線的 (a) SEM影像 (b) 其放大的影像...........................…...26
圖4-5：氧化鋅的奈米結構 (a) 奈米線 (b) 奈米線的放大圖 (c) 奈米花狀結構 (d) 梳子狀結構………………………………………...…………………27
圖4-6：(a) 單根氧化鋅奈米線的TEM影像 (b) 圖(a)箭頭所指處的奈米線的電子繞射點 (c) 氧化鋅奈米線的 HRTEM 影像………...........................28
圖4-7：(a) 氧化鋅奈米柱狀結構的陣列圖形 (內嵌圖為原本點陣列及放大的SEM圖形) (b) (c) 複雜的氧化鋅字樣:NANO NTHU (d) (e) 氧化鋅樣:NTHU MSE SPN LAB (內嵌圖均為原來刻畫的試片字樣)………………………………………………………………...…….....30
圖4-8：(a) (c) (e) 分別為選區成長不同長度的氧化鋅奈米線 (b) (d) (f) 為其相對應的光學影像………………………………………………………….…32
圖4-9：氧化鋅奈米結構的定點OM光譜圖……………………………………..33
圖4-10：(a) 氧化鋅奈米線的SEM圖形 (b) (c) 其所對應的光譜圖
(d) 氧化鋅片狀結構的SEM影像 (e) (f) 其所對應的光譜圖……….35
圖4-11 : (a) 氧化鋅奈米線 (b) (a)所對應的YAG 雷射激發光譜 (c) 氧化鋅奈米片狀結構 (d) (c)所對應之YAG雷射激發光譜……………………37

表目錄
表4-1 :不同激發光源所量測的氧化鋅激發光譜表…………………

第六章 參考文獻
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