臺灣博碩士論文加值系統

本研究是採用實驗室自製的彎式光纖探針，以熱熔拉法和內部電弧裝置將單模光纖製為一具有奈米孔穴大小的近場光學探針，架構於Veeco公司所出產的Dimension 3100 nanomen AFM機台，形成一兼具有表面形貌和近場光學影像之掃描式近場光學顯微儀的功能。

在製作直式探針時，經由熱熔拉法製作出來的直式光纖探針長寬比要大於20，且長寬比會跟後續彎曲探針時的彎曲角度（20度至50度）呈現正相關；經由熱熔拉法和電弧裝置製作出的彎式光纖探針則可固定於AFM探針夾上，不需經過任何元件修改。本研究製作的彎式光纖探針，以彎曲角度30度∼40度條件下，掃描上解析度最穩定。
近場光學收光部份，以電激發光型的氮化鎵發光量子井二極體為樣品，經由外部施加穩定電流，利用探針收光模式，在原子力顯微鏡機台可精密操控在極靠近樣品發光表面上，可接收到近場光學訊號的初步訊息。在近場範圍收光部份，可藉由光纖探針前端的奈米孔穴當作一偵測器，擷取近場光學訊號。

中文摘要 I
Abstract　 II
目錄　　 IV
圖目錄　 VIII
表目錄　 XIII
符號目錄 XIV
第一章 緒論 1
1-1　前言　　　　　　　　 1
1-2　研究動機與目的　　　 3
第二章　文獻回顧 5
2-1　掃描探針顯微術簡介　 5
2-1-1　光學顯微鏡 5
2-1-2 電子顯微鏡　　　 6
2-1-3　掃描探針顯微鏡 7
2-2　原子力顯微鏡簡介　　 9
2-2-1　原子力顯微鏡基本原理與結構 9
2-2-2　原子力顯微鏡基本操作模式 11
2-3　掃描近場光學顯微術　 14
2-3-1　光學繞射極限 15
2-3-2　近場光學的原理 18
2-3-3　近場光學顯微儀工作模式 20
2-3-4　原子力顯微鏡結合近場光學顯微術的優點 23
第三章　實驗方法與光纖探針製作 24
3-1　實驗設備　　　　　　 25
3-1-1　DI3100 AFM簡介 27
3-2　光纖探針製作方式　　 28
3-3　彎式應用光纖探針的製備過程 32
3-3-1　直式光纖探針 33
3-3-2　彎式光纖探針 38
3-3-3　光纖探針鍍上金薄膜 40
3-3-4　掃描電子顯微儀（Scanning Electron Microscopy-SEM）　　　檢測探針 42
3-3-5　固定在矽基材上 43
3-4　光纖探針製作的結果與討論 44
3-5　光纖探針製作結論　　 49
第四章　AFM表面形態量測探討 50
4-1　掃描樣品的製備　　　 51
4-1-1　直徑200nm聚苯乙烯奈米顆粒球 52
4-1-2　玻璃基板製備 53
4-1-3　纖維母細胞培養於PDMS基板上 56
4-1-4　氮化鎵量子井發光二極體（GaN） 58
4-2　光纖探針應用於實際掃描結果與討論 59
4-2-1　掃描直徑200nm顆粒球 59
4-2-2　掃描玻璃基板 66
4-2-3　掃描纖維母細胞培養於PDMS基板上 67
4-2-4　掃描氮化鎵量子井發光二極體 69
4-3　AFM表面形貌量測探討結論 71
第五章　SNOM近場光學影像初步探討 72
5-1　近場光學系統簡介　　 72
5-1-1　光源和照明光路 73
5-1-2　收集光路和光探測器 73
5-2　實驗系統架構　　　　 74
5-3　光纖探針角度與光穿透率間的關係 76
5-4　氮化鎵量子井發光二極體的光學特性研究 78
第六章　結論與建議 81
6-1　結論　　　　　　　　 81
6-2　建議　　　　　　　　 82
參考文獻 83

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