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研究生:洪延璟
研究生(外文):Yen-ching Hung
論文名稱:以一維奈米金顆粒結構結合氧化鋅製作場效應電晶體
論文名稱(外文):Study of ZnO linked one dimensional gold particle field effect transistor
指導教授:林宏一林宏一引用關係
指導教授(外文):Hung-yi Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺南大學
系所名稱:材料科學系碩士班
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:氧化鋅奈米金顆粒自組裝場效應電晶體
外文關鍵詞:zinc oxidegold nanoparticleself-assemblyfield effect transistor
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  為了製作奈米場效應光電元件,本研究選擇以奈米金顆粒作為構築元件的基材,因為奈米金顆粒組成的元件具有一些常規尺度中所少見的特殊物理現象,如電子穿隧效應與電漿子共振現象,在適切的設計下,將可發展出有價值性的奈米光電元件。

  實驗從研究金顆粒的自組裝現象開始,發現烤乾金溶液液後,再滴水可使奈米金顆粒的網狀結構浮在水面上,並且發展出以金屬環將網狀結構定位於特定位置上的方法。利用奈米金顆粒網狀結構作為骨架,加入氧化鋅奈米顆粒以填補金顆粒之間隙。元件加入氧化鋅後,發現能使原先斷路的元件可以傳輸電子,並且對光與電場皆有明顯的反應,研究中,為了能進一步提升製程的穩定性,嘗試結合電子束微影技術,製作含氧化鋅顆粒的一維奈米金顆粒陣列結構。實驗結果顯示此元件具有場效應的特性,對光與電場的反應靈敏,適合作為奈米場效應元件與光感測器。
In this study, we used Au nano-particle as a building block for making a nano-field-effect-transistor. This is due to Au nano-particle’s special properties such as electron tunneling and plasmon resonance etc.

At first, self-assembled Au nano-particle chains were formed on a liquid surface. We developed a method to translate the particle chains onto the silicon substrate and connected them with a pair of electrodes for the electrical current measurement. Secondly, Zinc oxide nano-particles were introduced to bridging the Au particles in order to transport electrons which can be controlled with the external field and light. Lastly, e-beam lithography was employed to make a well ordered one dimensional Au particle array to replace the self-assembled particle chain for improving the current stability.

The result showed that the assembly of one dimensional Au particle array with ZnO nano-particles displayed well defined field-effect-transistor IV characteristics and sensitive response to the UV light. The method we develop in this study provides a simple direct way to construct a photo-electronic nano-device at a specified location.
摘 要 i
Abstract ii
致謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
第二章 奈米金顆粒與氧化鋅簡介 2
第三章 實驗方法與步驟 15
3-1 電極晶片的製作 15
3-1-1光學微影 15
3-1-2實驗流程 17
3-2奈米金顆粒網狀結構的製作與定位 19
3-3以電子束微影製作一維奈米金顆粒結構 24
3-3-1電子束微影 24
3-3-2實驗流程 26
3-4氧化鋅的製備 28
3-5實驗儀器及量測 29
3-5-1 元件光電特性量測 29
3-5-2 其他儀器 31
第四章 結果與討論 35
4-1奈米金顆粒網狀結構結合氧化鋅奈米顆粒之光電特性 35
4-2一維奈米金顆粒陣列結構結合氧化鋅奈米顆粒之光電特性 45
第五章 結論 56
參考文獻 57
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