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研究生:蕭志祥
研究生(外文):Chih-Hsiang Hsiao
論文名稱:以無催化劑方式於玻璃基板上的雙層緩衝層結構成長氧化鋅奈米柱
論文名稱(外文):Catalyst-Free growth of ZnO nanorods on glass substrates coated with a double-buffer-layer structure
指導教授:洪魏寬
口試委員:林泰源黃智賢王耀德
口試日期:2012-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:光電工程系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
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:64
中文關鍵詞:氧化鋅奈米柱雙層緩衝層玻璃基板
外文關鍵詞:ZnOnanorodsdouble-buffer-layerglass substrates
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以無催化劑下利用氣相傳輸法在非晶的玻璃基板上生長準直的氧化鋅奈米柱,我們利用脈衝雷射沉積緩衝層並且探討成長溫度與緩衝層對光學性質的影響,特別的是,我們利用ZnO/ZnMnO雙層緩衝層結構的目的在於企圖控制奈以柱的密度,在實驗中,選用的靶材為Zn0.99Mn0.01O來沉積ZnMnO的緩衝層,隨後在ZnMnO層下再生長不同厚度的ZnO緩衝層,形成雙層緩衝層,利用原子力顯微鏡量測後發現,在ZnO/ZnMnO緩衝層會有島狀結構的型態,我們發現ZnO奈米柱的密度(柱之間的平均間距)與島狀結構密度(島之間的平均間距)藉由緩衝層厚度的控制會有高度的關係。

Vertically aligned ZnO nanorods were grown on the amorphous glass substrates by the catalyst-free vapor transport method. The effects of growth temperature and the pulsed-laser-deposited buffer layers on the structural and optical properties were studied. Especially, a ZnO/ZnMnO double-buffer-layer structure was designed in an attempt to control the density of the nanorods. In our experiments, a Zn0.99Mn0.01O target was used for the deposition of ZnMnO layer. The following ZnO layer with various thickness was deposited onto the ZnMnO layer to form the double-buffer-layer. The atomic force microscopy measurements revealed that island structures were formed on the surface of ZnO/ZnMnO buffer layers. We found that the density of (the average distance between) the ZnO nanorods and the density of (the average distance between) the islands, which could be controlled by the thickness of ZnO layer, were highly correlated.

第一章 緒論 1
1.1 文獻回顧 1
1.2 研究動機 4
第二章 實驗簡介與實驗原理 5
2.1 氧化鋅基本性質簡介 5
2.2 氧化錳鋅奈米結構與特性 7
2.3 一維奈米柱結構與成長機制 12
2.3.1 成長機制 12
2.3.2 熱蒸鍍法(thermal evaporation) 13
第三章 實驗架構及流程 16
3.1 實驗架構流程圖 16
3.2 實驗配置 17
3.2.1 實驗材料 17
3.2.2 製作靶材 17
3.2.3 實驗細節架構 18
3.3 X光繞射分析儀 (XRD) 22
3.3.1 X光射線譜 22
3.3.2 分析儀簡介 23
3.4 掃描式電子顯微鏡 (SEM)[39-40] 26
3.5 光激螢光光譜 (PL) 28
3.6 原子力顯微鏡原理 30
第四章 實驗結果與討論 35
4.1 單層氧化鋅緩衝層成長氧化鋅奈米柱 35
4.2 於ZNO/ZNMNO雙層緩衝層上成長ZNO奈米柱:ZNO緩衝層厚度與成長溫度之效應 36
4.2.1 氧化鋅奈米柱SEM圖的探討 46
4.2.2 四組緩衝層樣品生長之ZnO奈米柱PL探討 49
4.3 緩衝層表面形態與ZNO奈比柱之關聯性探討-緩衝層表面AFM量測 49
4.3.1 於不同基板上生長緩衝層之AFM量測探討 55
4.3.2 緩衝層島狀結構間距與奈米柱間距比較 56
4.3.3 緩衝層島狀結構密度/表面粗糙度對應奈米柱分布密度/線徑探討 58
第五章 結論 61
參考文獻 62


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